[发明专利]一种后置FastICA信号分离的麦克风阵列语音增强方法

权利要求书

1.一种后置FastICA信号分离的麦克风阵列语音增强方法，其特征在于，包括：

步骤1、麦克风阵元接收信号获取与预处理；

步骤2、广义旁瓣抵消器上支路的固定波束形成器对麦克风阵元接收信号进行初级降噪，输出降噪后的含噪语音信号；

步骤3、下支路的自适应阻塞矩阵过滤期望信号，输出噪声和干扰，自适应阻塞矩阵后接入一个自适应抵消器，将多路噪声信号输出为一路噪声信号；

步骤4、将上支路固定波束形成器的输出和下支路自适应抵消器的输出信号合成矩阵的形式执行FastICA算法进行语音和噪声的分离，在分离出的信号中得到增强后的语音信号。

2.根据权利要求1所述的一种后置FastICA信号分离的麦克风阵列语音增强方法，其特征在于，所述步骤1中，假设入射信号为s(n)＝[s₁(n)，s₂(n)，…，s_P(n)]^T，P为入射信号数目；

让各麦克风阵元接收的信号与参考阵元接收信号在时域上保持同步，具体为：

首先需要对麦克风阵元接收信号进行时延估计：

式中，τ_kl为第l个声源信号入射到第k个麦克风阵元产生的时间延迟，M为麦克风阵元数目，d为阵元间距，sinθ_l为第l个声源信号入射角度的正弦值，c为波速。

接着通过时延补偿模块进行延迟校正，从而使接收信号达到同步状态，同步后的信号为：

x(n)＝As(n) (2)

式中，A＝[a₁，a₂，…，a_M]^T为阵列流型矩阵，作用是简化实际应用中复杂的信号延迟补偿，其中，ω_c为中心角频率。

选取合适的固定权系数，使同步信号经累加求和后可以在目标信号方向上形成一个主瓣波束，而在其它方向上形成波束零陷，从而对干扰和噪声进行初步抑制。

3.根据权利要求2所述的一种后置FastICA信号分离的麦克风阵列语音增强方法，其特征在于，所述步骤2中，上支路固定波束形成器的输出信号为：

z_c(n)＝W_c^TX(n) (3)

式中，W_c＝[w_c1，w_c2，…，w_cM]^T为滤波器权值，且w_c＝C(C^HC)^-1c，C为约束矩阵，c为对应的约束响应向量。X(n)＝[x₁(n)，x₂(n)，…，x_M(n)]^T为已同步信号。