[發明專利]一種麥克風陣列定向拾音方法及系統

有效

• 申請號: 202010850399.8
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111954121B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 丁少為;關海欣
• 申請（專利權）人: 云知聲智能科技股份有限公司;廈門云知芯智能科技有限公司
• 主分類號: H04R1/22
• 分類號: H04R1/22;H04R1/32
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 田鴻儒

本發明提供了一種麥克風陣列定向拾音方法及系統，所述方法執行以下步驟：步驟1：布置由若干麥克風組成的呈一字型分布的麥克風陣列，所述一字型分布的麥克風陣列包括位于中間的小間距均勻陣列和位于兩側的大間距非均勻陣列；步驟2：根據所述一字型分布的麥克風陣列，得到初步增強信號；步驟3：根據所述小間距均勻陣列，得到噪聲估計信號；步驟4：基于所述初步增強信號和所述噪聲估計信號，采用自適應濾波方法，得到目標信號。根據本發明的方法，通過較寬的非均勻陣列設計更優的超指向波束形成，同時利用差分波束形成技術有效獲取噪聲信息，在超指向波束形成的基礎上結合了自適應濾波技術，可以更加有效地抑制噪聲。

技術領域

本發明涉及音頻處理技術領域，特別涉及一種麥克風陣列定向拾音方法及系統。

背景技術

目前的麥克風陣列定向拾音方法，主要是根據麥克風陣列陣型設計超指向波束權值，將此固定權值加權至麥克風接收信號，得到增強后的信號，然而，采用這種麥克風陣列定向拾音方法，低頻的超指向波束形成的主瓣的較寬，其在強噪環境下降噪效果差。

為了解決在強噪環境中獲取特定方向語音的問題，亟需一種麥克風陣列定向拾音方法及系統。

發明內容

本發明提供一種麥克風陣列定向拾音方法及系統，用以解決在強噪環境中獲取特定方向語音的問題。

本發明提供了一種麥克風陣列定向拾音方法，所述方法執行以下步驟：

步驟1：布置由若干麥克風組成的呈一字型分布的麥克風陣列，所述一字型分布的麥克風陣列包括位于中間的小間距均勻陣列和位于兩側的大間距非均勻陣列；

步驟2：根據所述一字型分布的麥克風陣列，得到初步增強信號；

步驟3：根據所述小間距均勻陣列，得到噪聲估計信號；

步驟4：基于所述初步增強信號和所述噪聲估計信號，采用自適應濾波方法，得到目標信號。

進一步地，在所述步驟S1中，所述小間距均勻陣列中麥克風的數量為4個，所述大間距非均勻陣列中麥克風的數量為4個，并且對稱地位于所述小間距均勻陣列的兩側，以使所述呈一字型分布的麥克風陣列整體為8個麥克風組成的對稱非均勻陣列。

進一步地，在所述呈一字型分布的麥克風陣列中，第一間距大于第二間距，第二間距大于第三間距，其中：

所述第一間距為所述大間距非均勻陣列中位于同一側的兩個麥克風的間距；

所述第二間距為所述大間距非均勻陣列中靠近所述小間距均勻陣列的麥克風與同一側的所述小間距均勻陣列中邊緣位置的麥克風的間距；

所述第三間距為所述小間距均勻陣列中兩個麥克風之間的間距。

進一步地，在所述步驟1之后，所述步驟2之前，所述方法還包括以下步驟：

將所述一字型分布的麥克風陣列所接收的信號進行短時傅里葉變換。

進一步地，所述步驟2：根據所述一字型分布的麥克風陣列，得到初步增強信號執行以下步驟：

步驟S21：根據所述一字型分布的麥克風陣列的整體陣型，設計超指向波束形成權值，其中，波束主瓣方向為陣列90度方向；

步驟S22：將所述一字型分布的麥克風陣列中的全部麥克風所接收的信號，利用超指向波束形成權值在頻域進行加權，得到所述初步增強信號。

進一步地，所述步驟3：根據所述小間距均勻陣列，得到噪聲估計信號執行以下步驟：

步驟S31：根據所述小間距均勻陣列，設計差分波束形成權值，其中，波束零陷方向為陣列90度方向；