[发明专利]一种小孔径阵列麦克风语音增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空时域语音增强方法，更具体而言，涉及一种小孔径线阵盲波束形成语音增强方法。

背景技术

在当今生活工作中较流行使用的视频会议、电话会议与其它多种智能语音通信系统中，由于会受到混响、环境噪声以及干扰等因素的影响，麦克风阵列拾取的语音信号质量就会变差，而这将直接影响到语音编码及语音识别系统的性能。因此，需要进行有效的噪声抑制。

中国专利申请号200910132345.1公开了一种语音增强的方法和装置。其中,所述方法包括:将带噪语音信号进行变换,得到频域带噪语音信号；采用相关度修正参数设置所述频域带噪语音信号的前一帧谱方差和前一帧谱幅度平方的权值,得到频域纯净语音信号中当前帧的谱方差；可以降低在语音增强过程中,由先验信噪比的计算而引入的误差，达到良好效果。

在实际应用中，期望信号的波达方向（DOA）和阵列的拓扑结构往往是未知的，因而采用盲波束形成方法来实现麦克风阵列语音增强。目前，基于盲波束形成麦克风阵列语音增强方法的研究正日益趋于成熟。一种是采用四阶互累积量和线性约束最小方差波束形成相结合的麦克风阵列语音增强方法，并取得了较好的噪声抑制效果。另一种是将固定波束形成、独立分量分析算法和后置滤波技术相结合，有效地抑制了噪声。

在现有技术中,四阶互累积量和线性约束最小方差波束形成相结合的麦克风阵列语音增强方法需要事先估计出语音信号的方向向量，使得整个过程的计算比较复杂固定波束形成、独立分量分析算法和后置滤波技术相结合的方法虽然有效地抑制了噪声,但是该方法过于复杂，计算量很大。本发明提出了一种基于独立分量分析(ICA)与广义旁瓣抵消器(GSC)相结合的盲波束形成方法，该方法在语音信号波达方向（DOA）及阵列拓扑结构等先验知识未知的情况下，根据FastICA的基本原理，对输出变量构建以分离矩阵为变量的目标函数，并使其最大化，分离出独立分量，再进行后置处理，该过程省去了对语音源信号方向的估计，节省了计算量。

发明内容

本发明提供一种小孔径线阵盲波束形成语音增强方法，能够有效的抑制噪声。

一种小孔径线阵盲波束形成语音增强方法，（1）采用FastICA算法构建目标函数，对信号进行白化处理，分离出独立分量信号；（2）对所述独立分量信号分别进行检测，识别出语音信号和干扰噪声信号；（3）对所述干扰噪声信号的期望进行滤波处理，所述语音信号的期望减去所述滤波处理后的信号之和得到语音增强信号。

作为一种优选，所述第（2）步骤的识别依据：如果独立分量信号的峭度大于零，则代表该路信号为语音信号；否则，代表该路信号为干扰噪声信号。

作为一种优选，所述第（2）步骤的识别依据：如果三阶或四阶累积量参数大于零，则代表以语音为主的信号分量；否则，为以干扰噪声为主的信号分量。