[发明专利]融合基频信息的双麦克风定向噪音抑制的系统及方法

权利要求书

1.一种融合基频信息的双麦克风定向噪音抑制系统，包括主声音信号输入设备和辅助声音信号输入设备，所述辅助声音信号输入设备距离声源的距离远于主声音信号输入设备；其特征在于，还包括：

单通道语音信号分离模块，包括恢复语音信号中的谐波的缺失成分的模块；

双通道语音信号分离模块，包括构造优化目标和最优滤波器，所述最优滤波器用于计算系统在保证语音信号无扭曲的条件下抑制噪音；

输出模块；

所述主声音信号输入设备的输出端连接单通道语音信号分离模块，单通道语音信号分离模块的输出端和辅助声音信号输入设备的输出端都连接双通道语音信号分离模块；双通道语音信号分离模块的输出端连接输出模块，所述输出模块输出可识别文本；

所述单通道语音信号分离模块包括谐波结构缺失成分恢复模块，具体包括：

听觉谱计算模块，计算听觉谱估计函数；

二值掩蔽估计模块，设置有二值掩蔽函数，根据听觉谱估计函数区分由噪音主导的时频单元并将其排除，得到目标语音谱估计；

谐波结构模型分析模块，设置有谐波结构分析函数，分析所述听觉谱计算模块的输出信号的谐波结构；

谐波缺失成分恢复模块，设置有时域到频域的卷积函数，可恢复所述二值掩蔽估计模块得到的目标语音谱估计中的谐波缺失成分。

2.如权利要求1所述的融合基频信息的双麦克风定向噪音抑制系统，其特征在于，所述单通道语音信号分离模块还包括基于计算听觉场景分析技术CASA和维纳滤波的平滑滤波模块，具体包括：

噪音谱估计模块，可根据所述主声音信号输入设备所输入的信号中的无语音信号的空白时间段噪音谱估计函数和并估计噪音能量；

自适应噪音控制因子计算模块，可根据噪音谱估计模块和所述二值掩蔽估计模块所输出的信息得到与噪音效果成负相关的噪音控制因子；

浮值掩蔽计算模块，设置有浮值掩蔽计算函数，可根据噪音控制因子得到目标语音频谱估计函数；对语音频谱估计函数进行短时傅里叶逆变换得到目标语音时域估计函数。

3.如权利要求1所述的融合基频信息的双麦克风定向噪音抑制系统，其特征在于，所述双通道语音信号分离模块包括对偶滤波器和最优滤波器；所述对偶滤波器用于提取所述单通道语音信号分离模块所输出的目标语音信号和辅助声音信号输入设备所输出的背景噪音信号；所述最优滤波器内设置有噪音残留评价函数、语音扭曲度评价函数和最优滤波器估计函数；所述噪音残留评价函数与噪音抑制效果呈负相关；所述语音扭曲度评价函数与语音扭曲程度呈正相关；所述最优滤波器估计函数在噪音抑制效果和语音扭曲度之间找到噪音抑制的最佳值。

4.一种使用如权利要求1所述的融合基频信息的双麦克风定向噪音抑制系统抑制噪音的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、主声音信号输入设备收集主要语音信号，同时辅助声音信号输入设备收集背景噪音信号；

步骤2、单通道语音信号分离模块对主要语音信号进行噪音过滤，恢复主要语音信号谐波结构缺失成分，输出目标语音信号；

步骤3、双通道语音信号分离模块对所收集的背景噪音信号和所述步骤2输出的目标语音信号构建对偶滤波器，并通过对偶滤波器建立优化函数，在语音不扭曲的基础上抑制所述目标语音信号中含有的噪声。