[发明专利]一种声源分离方法及装置

说明书

本发明涉及一种声源分离方法，包括：根据麦克风阵列中预设的阵元间距，在麦克风阵列的第一端和第二端分别设置第一和第二差分波束形成器；对混合信号变换到短时时频域，得到第一信号；计算第一信号中的每帧的波达方向DOA估计；计算第一和第二DOA误差；将第一信号输入第一和第二差分波束形成器，得到第一远端、近端信号，第二远端、近端信号；根据第一DOA误差，对第一近端信号和第二远端信号进行第一自适应对消处理，得到第一路输出信号；根据第二DOA误差，对第一远端信号和第二近端信号进行第二自适应对消处理，得到第二路输出信号；对第一和第二路输出信号分别进行短时傅里叶逆变换，得到第一分离信号和第二分离信号。

技术领域

本发明涉及语音处理技术领域，尤其涉及一种声源分离方法及装置。

背景技术

现有技术中，对声源进行分离时，可以根据均匀线型麦克风阵列设计两个固定波束形成器，主瓣分别指向线阵的两个端射方向，将两个固定权值加权至阵列接收信号，得到两路输出信号即为分离后信号，或者，通过独立分量分析等进行盲源分离。

但是，现有技术中，固定波束形成器在阵元个数少、阵列孔径小的情况下低频主瓣较宽，对于另一端信号抑制较弱，导致分离信号中另一端信号的残留较多。

而其他盲源分离方法则由于需要求解分离矩阵而导致计算复杂度较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种声源分离方法，以解决现有技术中的分离信号中另一端信号的残留较多、盲源分离方法的计算复杂度较高的问题。

第一方面，本发明提供了一种声源分离方法，所述声源分离方法包括：

根据麦克风阵列中预设的阵元间距，在所述麦克风阵列的第一端设置第一差分波束形成器以及在所述麦克风阵列的第二端设置第二差分波束形成器；其中，所述第一差分波束形成器的主瓣方向朝向第一端，所述第一差分波束形成器的零限方向朝向第二端，所述第二差分波束形成器的主瓣方向朝向第二端，所述第二差分波束形成器的零限方向朝向第一端；

对麦克风阵列接收到的混合信号进行短时傅里叶变换，将所述混合信号变换到短时时频域，得到第一信号；其中，所述混合信号为位于所述第一端的第一声源和位于所述第二端的第二声源产生的混合信号；

计算所述第一信号中的每帧的波达方向DOA估计；

根据所述DOA估计，计算第一声源对应的第一DOA误差和第二声源对应的第二DOA误差；

分别将所述第一信号输入第一差分波束形成器和第二差分波束形成器，得到所述第一差分波束形成器输出的第一远端信号和第一近端信号，以及所述第二差分波束形成器输出的第二远端信号和第二近端信号；

根据所述第一DOA误差，对所述第一近端信号和所述第二远端信号进行第一自适应对消处理，得到第一路输出信号；并且，根据所述第二DOA误差，对所述第一远端信号和所述第二近端信号进行第二自适应对消处理，得到第二路输出信号；

对所述第一路输出信号和所述第二路输出信号分别进行短时傅里叶逆变换，得到第一分离信号和第二分离信号。

优选的，所述阵元间距处于2.0cm-3.5cm中。

优选的，所述根据所述DOA估计，计算第一声源对应的第一DOA误差和第二声源对应的第二DOA误差具体包括：

根据公式err_A＝|0-θ|计算第一DOA误差；

根据公式err_B＝|180-θ|计算第二DOA误差；

其中，err_A为第一DOA误差，err_B为第二DOA误差；θ为DOA估计。