[发明专利]波束形成器形成方法、波束形成方法、装置及电子设备有效

专利信息
申请号: 201910991943.8 申请日: 2019-10-18
公开(公告)号: CN110661510B 公开(公告)日: 2021-05-11
发明(设计)人: 李楠;雷欣;李志飞 申请(专利权)人: 出门问问创新科技有限公司
主分类号: H03H21/00 分类号: H03H21/00
代理公司: 北京乐知新创知识产权代理事务所(普通合伙) 11734 代理人: 江宇
地址: 210000 江苏省南京市*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 波束 形成 方法 装置 电子设备
【说明书】:

发明公开波束形成器形成方法、波束形成方法、装置及电子设备。波束形成器形成方法一实施例通过获取波束形成器预抑制方向的白噪声信号;并根据白噪声声源与传声器位置关系确定相对双传声器阵列的参考信号和期望信号;而后基于参考信号和期望信号利用自适应滤波器算法对波束形成器预抑制方向白噪声信号进行抑制,从而得到目标波束形成器。自适应波束形成方法一实施例通过利用目标波束形成器组对双传声阵列输出的音频信号进行滤波处理,并结合空域信噪比算法和平稳噪声降噪算法对目标方向语音信号进行增强,从而降低了自适应波束形成方法的复杂度,并且能够在保证算法良好实用性和鲁棒性的前提下,实现自适应波束形成方法良好的定向收声性能。

技术领域

本发明涉及降噪技术领域,尤其涉及一种波束形成器形成方法、自适应波束形成方法、装置及电子设备。

背景技术

波束形成,是利用传感器阵列实现空间定向接收信号的方法。在声信号处理领域传感器一般为传声器,目标信号为声波。

波束形成方法可分为固定波束形成和自适应波束形成。现有的固定波束形成的设计方法一般依赖单元一致性较高的多传声器阵列,当阵列单元较少或由于设备声学结构的固有问题导致单元一致性难以保证时,固定波束形成方法的效果会显著下降,导致定向收声能力不足。现有的自适应波束形成方法在实际应用中往往存在鲁棒性不足的问题,一些改进方案可以在一定程度上提升鲁棒性,但不可避免得带来极高的算法复杂度,导致算法实用性大大降低。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供一种波束形成器形成方法、自适应波束形成方法、装置及电子设备,能够实现对波束形成器预抑制方向信号进行抑制的同时保留波束形成器非抑制方向的信号。

为实现上述目的,根据本发明实施例第一方面,提供一种波束形成器形成方法,所述的方法包括:获取波束形成器预抑制方向的白噪声信号;根据白噪声声源与传声器的位置关系,确定相对双传声器阵列的参考信号和期望信号;基于所述参考信号和期望信号,利用自适应滤波器算法对所述波束形成器预抑制方向的白噪声信号进行抑制,得到目标波束形成器。

可选的,所述根据白噪声声源与传声器的位置关系,确定相对双传声器阵列的参考信号和期望信号,包括:将距离所述白噪声声源小于第一距离阈值的传声器输出的音频信号作为所述相对双传声器阵列的参考信号;将距离所述白噪声声源大于第二距离阈值的传声器输出的音频信号作为所述相对双传声器阵列的期望信号;其中,所述第二距离阈值大于等于第一距离阈值。

可选的,所述的方法还包括:利用所述目标波束形成器对所述参考信号进行滤波处理,得到滤波后的参考信号;将所述滤波后的参考信号与期望信号相减,得到波束形成器非预抑制方向的信号。

为实现上述目的,根据本发明实施例第二方面,还提供一种自适应波束形成方法,该方法能够在保证算法良好实用性和鲁棒性的前提下,实现自适应波束形成方法良好的定向收声性能,极大提升了目标语音信号相对于噪声信号的信噪比。

一种自适应波束形成方法,包括:获取相对双传声器阵列中每个传声器输出的音频信号;基于所述音频信号,利用自适应滤波器算法在目标波束形成器组每个目标波束形成器预抑制方向进行信号抑制,得到N个波束形成器非抑制方向的信号;其中,所述目标波束形成器组包括一个预抑制方向为目标语音增强方向的第一波束形成器和N-1个预抑制方向为非目标语音增强方向的第二波束形成器的组合;相应的,所述N个波束形成器非抑制方向信号包括对应于第一波束形成器的噪声信号和分别对应于N-1个第二波束形成器的N-1个目标语音信号。

可选的,所述的方法还包括:在N-1个目标语音信号中选取幅值最小的信号作为预降噪目标语音信号;利用平稳噪声降噪算法对所述预降噪目标语音信号进行降噪处理,得到降噪后的目标语音信号;对所述降噪后的目标语音信号施加更新增益因子,得到目标语音增强信号。

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