[发明专利]基于空间分析的麦克风阵列处理器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及并通过引用并入2007年5月17日递交的题为“Spatial AudioCodingBasedonUniversalSpatialCues”的美国专利申请No.11/750, 300，该在先美国申请No.11/750,300通过引用并入2006年5月17日递交 的美国临时申请No.60/747,532的公开内容，该在先美国临时申请 No.60/747,532的公开内容也通过引用被整体上结合于此。此外，本申请以 2007年10月19日递交的题为“EnhancedMicrophoneArrayBeamformer BasedonSpatialAnalysis”的美国临时专利申请No.60/981,458 (CLIP231PRV)为优先权并要求其公开内容的权益，该在先美国临时申 请的全部内容通过引用被整体上结合于此。

技术领域

本发明涉及麦克风阵列。更具体而言，本发明涉及应用到这些阵列的 处理方法。

背景技术

对于电话会议、IP电话、汽车应用等，需要远程谈话自动通信。不幸 的是，在这些应用中的通信通常受来自不想要的声源的回响和干扰所阻 碍。麦克风阵列先前已被用来改善不利环境中的语音接收，但是基于线性 处理(例如，延迟和波束成形(delay-sumbeamforming))的小型阵列由 于低方向性和高电平旁瓣而只允许进行有限改善。

所需要的是一种改进的波束成形系统。

发明内容

本发明提供了一种波束成形和处理系统，该系统通过形成多个被操纵 波束并对声音场景执行空间分析来提高麦克风阵列的空间选择性。该分析 得到一时间-频率掩蔽，该时间-频率掩蔽在被应用到基准观看方向波束 (或其他基准信号)时增强了目标源并极大地提高了对指定目标区域外部 的干扰源的抵制。

在一个实施例中，提供了一种增强音频信号的方法。输入信号在具有 多个换能器的麦克风阵列处被接收到。随后从该麦克风阵列生成多个音频 信号。这多个音频信号在多波束成形器处被处理以形成用于采样音频场景 的多个被操纵波束以及一基准信号，例如在目标源的方向上的基准波束 (其中，该基准波束可以是前述多个被操纵波束之一)。对于多个被操纵 波束中的每一个分配一空间方向向量。这些空间方向向量与由多波束成形 器所生成的相应波束信号相关联。基于空间方向向量和波束信号的空间分 析被执行。空间分析的结果被用来提高基准观看方向波束(或其他基准信 号)的空间选择性。

在一个实施例中，多个被操纵波束是通过将输入麦克风信号与被应用 到阵列中的换能器的元素滤波和进展延迟中的至少一者相关联来生成的。

在其他实施例中，基准信号被确定为多个波束信号之和、来自麦克风 阵列的单个麦克风信号、观看方向波束、或者跟踪所选说话者的跟踪波 束。

在又一实施例中，增强操作包括确定时间-频率掩蔽并将其应用到基准 信号。在又一实施例中，时间-频率掩蔽被进一步适配以丢弃来自预定目标 区域外部的干扰信号。

在另一实施例中，一种增强被配置用于接收来自环境的信号的阵列的 空间选择性的方法包括：在多个元件处接收信号；以及生成用于采样声音 环境的多个被操纵波束。基准信号被识别并且针对每个时间和频率估计到 达方向。在某些实施例中，估计的到达方向包括指示在该时间和频率上声 音环境的方向性程度的幅度参数。所作估计被用作基础来接受、衰减或丢 弃基准信号的分量以创建输出信号。

下面将参考附图来描述本发明的这些和其他特征和优势。

附图说明

图1是示出用于标准5声道格式的方向向量的图。

图2是示出根据本发明一个实施例的增强波束成形器的框图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例。优选实施例的示例在附图中示 出。虽然将结合这些优选实施例来描述本发明，但是将会理解，不希望将 本发明局限于这些优选实施例。相反，希望覆盖可以包括在由所附权利要 求所限定的本发明的精神和范围内的替代方式、修改和等同物。在以下描 述中，提出多个具体细节来提供对本发明的全面理解。本发明可以在无需 这些具体细节中的某些或全部的情况下实施。在其他实例中，没有详细描 述公知的机构，以免不必要地模糊本发明。