[发明专利]用于高度相关的混合物的增强型盲源分离算法

说明书

分案申请的相关信息

本申请是国际申请号为PCT/US2009/032414、申请日为2009年1月29日、发明名称为“用于高度相关的混合物的增强型盲源分离算法”的PCT申请进入中国国家阶段后申请号为200980101391.3的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

至少一个方面涉及信号处理，且更特定来说，涉及结合盲源分离(BSS)技术使用的处理技术。

背景技术

一些移动通信装置可采用多个麦克风以努力改善从一个或一个以上信号源俘获的声音和/或音频信号的质量。这些音频信号常常被背景噪声、扰动、干扰、串音和其它不想要的信号破坏。因此，为了增强所要音频信号，此些通信装置通常使用高级信号处理方法来处理由多个麦克风俘获的音频信号。此过程常常称为信号增强，其在所要音频信号中提供改善的声音/语音质量、减少的背景噪声等，同时抑制其它不相关信号。在话音通信中，所要信号通常是话音信号且信号增强称为话音增强。

盲源分离(BSS)可用于信号增强。盲源分离是用以使用源信号的多个独立信号混合物来恢复独立源信号的技术。将每一传感器放置于不同位置，且每一传感器记录一信号，所述信号为源信号的混合物。BSS算法可用以通过利用信号差异来分离信号，所述差异表明由两个传感器记录的共同信息的空间分集。在话音通信处理中，不同的传感器可包括相对于正在记录的话音源放置于不同位置处的麦克风。

波束成形是用于信号增强的替代技术。波束成形器执行空间滤波以分离源自不同空间位置的信号。来自某些方向的信号经放大，同时来自其它方向的信号经衰减。因此，波束成形使用输入信号的方向性来增强所要信号。

盲源分离和波束成形两者均使用放置于不同位置的多个传感器。每一传感器记录或俘获源信号的不同混合物。这些混合物含有源信号与传感器(例如，麦克风)之间的空间关系。利用此信息以实现信号增强。

在具有紧密间隔的麦克风的通信装置中，从麦克风俘获的输入信号可由于麦克风之间的紧密接近性而高度相关。在此情况下，传统的噪声抑制方法(包含盲源分离)可能在分离所要信号与噪声方面不能良好地起作用。举例来说，在双麦克风系统中，BSS算法可取得混合输入信号且产生两个输出，其含有所要话音信号和周围噪声的估计。然而，可能无法在信号分离之后确定两个输出信号中的哪一者是所要话音信号且哪一者是周围噪声。BSS算法的此固有不确定性造成重大的性能降级。

因此，需要一种在具有紧密间隔的麦克风的通信装置上改善盲源分离的性能的方式。

发明内容

提供一种用于高度相关信号混合物的盲源分离的方法。接收与第一麦克风相关联的第一输入信号。还接收与第二麦克风相关联的第二输入信号。可将波束成形技术应用于所述第一和第二输入信号以对所述第一和第二输入信号提供方向性且获得对应的第一和第二输出信号。可将盲源分离(BSS)技术应用于所述第一输出信号和第二输出信号以产生第一BSS信号和第二BSS信号。可校准所述第一和第二输入信号、所述第一和第二输出信号或所述第一和第二BSS信号中的至少一者。

所述波束成形技术可通过将空间滤波器应用于所述第一和第二输入信号来对所述第一和第二输入信号提供方向性。将空间滤波器应用于所述第一和第二输入信号可放大来自第一方向的声音信号，同时使来自其它方向的声音信号衰减。将空间滤波器应用于所述第一和第二输入信号可放大所述所得第一输出信号中的所要话音信号且使所述第二输出信号中的所述所要话音信号衰减。

在一个实例中，校准所述第一和第二输入信号中的至少一者可包括将自适应滤波器应用于所述第二输入信号，且应用所述波束成形技术可包含从所述第二输入信号减去所述第一输入信号。应用所述波束成形技术可进一步包括将所述经滤波的第二输入信号添加到所述第一输入信号。

在另一实例中，校准所述第一和第二输入信号中的至少一者可进一步包括基于所述第一输入信号和第二输入信号的能量估计的比率而产生校准因数，以及将所述校准因数应用于所述第一输入信号或所述第二输入信号中的至少一者。

在又一实例中，校准所述第一和第二输入信号中的至少一者可进一步包括基于所述第一与第二输入信号之间的交叉相关估计与所述第二输入信号的能量估计的比率而产生校准因数，以及将所述校准因数应用于所述第二输入信号。

在又一实例中，校准所述第一和第二输入信号中的至少一者可进一步包括基于所述第一与第二输入信号之间的交叉相关估计与所述第一输入信号的能量估计的比率而产生校准因数，以及将所述校准因数应用于所述第一输入信号。