[發明專利]一種多元混合聲信號分離方法及裝置

在審

• 申請號: 202010738065.1
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111968669A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 宋廣偉;鮑明;許耀華;王翊;蔣芳;胡艷軍
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G10L21/028
• 分類號: G10L21/028;G10L21/0308;G10L25/30;G06N3/08
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 朱艷

1.一種多元混合聲信號分離方法，其特征在于，其至少包括以下步驟：

S1：采集混合聲信號與真實源信號；

S2：通過所述混合聲信號與真實源信號，獲得混合聲信號幅度譜、混合聲信號相位譜和真實源信號幅度譜；

S3：通過生成器對所述混合聲信號幅度譜進行訓練，獲得所述估計分離信號幅度譜；

S4：通過判別器對所述估計分離信號幅度譜與所述真實源信號幅度譜進行訓練，并判斷所述估計分離信號幅度譜是否為真實輸出，若是，則輸出所述估計分離信號幅度譜，并執行步驟S5，若否，則執行步驟S6；

S5：通過所述估計分離信號幅度譜與所述混合聲信號相位譜，獲得分離聲信號，并執行步驟S6；

S6：通過所述判別器對所述生成器進行更新處理，對此步驟進行迭代，并判斷迭代次數是否達到預設最大迭代次數，若是，則結束，若否，則迭代次數增加，并繼續執行步驟S3。

2.根據權利要求1所述一種多元混合聲信號分離方法，其特征在于，所述多元混合聲信號分離方法包括混合聲模型的建立,所述混合聲模型的建立方法為：

其中，x(t)為混合聲信號，Si(t)為第i個真實源信號，hi(t)第i個真實源信號到傳感器間傳遞函數，e(t)為噪聲，K為真實源信號個數，i為真實源信號序號，t為時間，T為信號時間長度。

3.根據權利要求1所述一種多元混合聲信號分離方法，其特征在于，所述多元混合聲信號分離方法包括分離信號的分析模型的建立，其建立方法包括：將所述混合聲信號幅度譜作為生成器的輸入，獲得所述估計分離信號幅度譜，將其與真實源信號幅度譜一同輸入判別器，同時將判別器的判別結果反饋給生成器。

4.根據權利要求3所述一種多元混合聲信號分離方法，其特征在于，所述多元混合聲信號分離方法包括構建生成對抗網絡模型，通過所述生成對抗網絡模型對所述分離信號的分析模型求解，其中所述生成對抗網絡模型包括生成器和判別器。

5.根據權利要求4所述一種多元混合聲信號分離方法，其特征在于，判斷所述估計分離信號是否為真實輸出的條件是：所述生成對抗網絡模型是否收斂，若所述生成對抗網絡模型收斂，則所述估計分離信號為真實輸出，若否，則所述估計分離信號為非真實輸出。

6.根據權利要求1所述一種多元混合聲信號分離方法，其特征在于，所述多元混合聲信號分離方法包括：利用判別器生成的生成器優化函數對所述生成器進行優化，所述生成器優化函數為：

其中，t為時間，f為頻率，x(t,f)為混合聲信號幅度譜，q(x(t，f))為x(t,f)滿足的概率密度函數，為第i個估計分離信號幅度譜，K為真實源信號個數，i為真實源信號序號，表示期望，D(·)表示判別器函數，λ表示增益，||·||表示范數。

7.根據權利要求1所述一種多元混合聲信號分離方法，其特征在于，獲得所述估計分離信號幅度譜后，將所述估計分離信號幅度譜與所述混合聲信號相位譜結合得到所述分離聲信號。

8.根據權利要求1所述一種多元混合聲信號分離方法，其特征在于，通過生成器的訓練，在混合聲信號中分離出多個源聲音信號的估計分離信號幅度譜，采用多個判別器對所述多個源聲音信號的估計分離信號幅度譜同時進行訓練。

9.根據權利要求1所述一種多元混合聲信號分離方法，其特征在于，對所述分離聲信號進行評估的指標包括：信失比、信干比和信偽比；其中信失比反映分離整體性能；信干比反映恢復源信號中由其它信號未移除殘留引入干擾誤差；信偽比為分離算法本身引起計算誤差。

10.一種多元聲音信號的分離裝置，其特征在于，所述多元聲音信號的分離裝置包括：

存儲器：用于存儲根據權利要求1所述的多元混合聲信號分離方法；

處理器：其與所述存儲器連接，用于執行所述存儲器中的所述多元混合聲信號分離方法。