[发明专利]基于对数谱估计的LCMV频率不变波束形成语音增强算法

权利要求书

1.一种基于对数谱估计的LCMV频率不变波束形成语音增强算法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、利用LCMV-FIB波束形成算法对麦克风接收信号进行空域滤波；所述空域滤波为对麦克风阵列接收信号进行加权求和；

步骤二、利用优化修正对数谱估计算法抑制与理想信号来自同一方向的残余噪声；

所述步骤一中，所述加权求和的最优权向量w_opt的获取步骤如下：

(1.1)将线性约束最小方差波束形成问题表示为：

其中，min表示取最小值；s.t.表示约束条件，R_xx为麦克风接收数据协方差矩阵；C为约束矩阵，w为权向量，F为阵列响应向量，满足某一元素为1，不满足则为0，()^H表示矩阵的共轭转置；

(1.2)定义空间响应偏差函数表示为：

其中，a(f,θ)为频率为f，角度为θ的导向矢量，a(f_r,θ)为在参考频率点f_r处沿θ方向入射时的导向矢量；通过等间隔选取角度和频率信息，将空间响应偏差函数写为离散形式，有：

其中，f_r表示参考频率；P和K分别表示频率和角度离散点数；w^HQ₁w与最小方差约束w^HR_xxw具有相同的形式，通过设置权重因子对两个目标w^HQ₁w,w^HR_xxw同时进行优化；

(1.3)将具有频率不变特性的宽带LCMV波束形成算法描述为：

min w^H[ρR_xx+(1-ρ)Q₁]w

s.t. w^Ha(f_r,θ₀)＝1

其中，频率不变约束参数ρ满足0≤ρ≤1；θ₀为期望信号入射方向；a(f_r,θ₀)为算法在参考频率点f_r处沿θ₀方向入射时的导向矢量；

(1.4)利用拉格朗日乘子法，求解步骤(1.3)中具有频率不变特性的宽带LCMV波束形成算法最优权矢量得：

2.根据权利要求1所述的基于对数谱估计的LCMV频率不变波束形成语音增强算法，其特征在于，所述步骤二包括增益函数估计和噪声估计。