[发明专利]一种麦克风阵列语音增强的方法和系统

权利要求书

1.一种麦克风阵列语音增强的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：利用麦克风阵列进行多通道的语音信号的采集；

S2：接收能量收集器获得的语音能量，获取声源方位信息；

S3：利用所述声源方位信息的几何关系计算所述麦克风阵列中各个麦克风阵列信号各通道的时延补偿值；

S4：根据所述麦克风阵列信号各通道的时延补偿值进行波束成形处理。

2.根据权利要求1所述的一种麦克风阵列语音增强的方法，其特征在于，所述能量收集器包括多个圆锥形反射器件，所述多个圆锥形反射器件相互贴紧且顶部相交于一点，所述多个圆锥形反射器件的中心线在同一平面上，所述多个圆锥形反射器件的开口部构成的收集范围覆盖所述声源的活动区域，所述圆锥形反射器件顶点设置有第一麦克风。

3.根据权利要求1所述的一种麦克风阵列语音增强的方法，其特征在于，所述步骤S2中所述声源方位信息的获取和所述步骤S3中所述时延补偿值的计算同时进行。

4.根据权利要求2所述的一种麦克风阵列语音增强的方法，其特征在于，所述步骤S2中所述声源方位信息的计算公式为：其中，j为所述能量收集器的通道编号，energy(j)为接收所述能量收集器获得的语音能量，θ_Δ为所述圆锥形反射器件的相邻角度。

5.根据权利要求2所述的一种麦克风阵列语音增强的方法，其特征在于，所述麦克风阵列包括5个等间距排列的第二麦克风组成的5元麦克风线阵，所述5元麦克风阵列包括所述第二麦克风、前置放大电路和处理器。

6.根据权利要求5所述的一种麦克风阵列语音增强的方法，其特征在于，所述第一麦克风和所述第二麦克风共用所述前置放大电路和所述处理器，所述第一麦克风和所述第二麦克风通过所述处理器进行切换。

7.根据权利要求1所述的一种麦克风阵列语音增强的方法，其特征在于，所述步骤S3中所述麦克风阵列中各个通道麦克风接收的语音信号s_i(k)的时延补偿值的计算公式为：

s′_i(k)＝s_i(k′)

其中i为所述麦克风阵列中麦克风阵元编号，d为所述麦克风阵元间距，C为空气中声速，f_s为所述麦克风阵列语音信号的采样频率，round[]代表取整运算。

8.一种麦克风阵列语音增强系统，其特征在于，包括：

5元麦克风线阵：用于进行多通道的语音信号的采集；

能量收集装置：用于接收能量收集器获得的语音能量；

方位计算装置：用于利用所述语音能量，计算声源方位信息；

加权叠加装置：用于利用所述声源方位信息的几何关系计算麦克风阵列信号各通道的时延补偿值，进行波束成形处理，增强语音信号。

9.根据权利要求8所述的一种麦克风阵列语音增强系统，其特征在于，能量收集器包括多个圆锥形反射器件，所述多个圆锥形反射器件相互贴紧且顶部相交于一点，所述多个圆锥形反射器件的中心线在同一平面上，所述圆锥形反射器件顶点设置有第一麦克风，所述圆锥形反射器件的开口部覆盖声源的主要活动范围。

10.根据权利要求8所述的一种麦克风阵列语音增强系统，其特征在于，所述5元麦克风阵列的输出端与所述加权叠加装置的第一输入端连接，所述能量收集装置的输出端与所述方位计算装置的输入端连接，所述方位计算装置的输出端与所述加权叠加装置的第二输入端连接。