[发明专利]带声源方向跟踪功能的麦克风阵列语音增强装置及其方法

摘要

带声源方向跟踪功能的麦克风阵列语音增强装置及其方法，涉及一种语音信号处理。装置设有麦克风阵列、可调平行波束形成器组模块、固定系数FIR滤波器模块、固定系数信号阻塞模块、自适应噪声对消器模块、声源方向更新模块。所述方法包括初始化、可调波束形成、固定系数滤波、信号阻塞、自适应噪声消除、声源方向更新等步骤。提供一种可调的平行波束形成器组结合旁瓣对消结构来实现对目标声源方向的实时跟踪，将声源方向跟踪功能直接嵌入广义旁瓣消除器结构，可实现声源方向跟踪、语音增强的同时进行，从而可克服算法性能对DOA估计误差的敏感性。

主权项

带声源方向跟踪功能的麦克风阵列语音增强装置，其特征在于设有：麦克风阵列，用于语音信号多通道采集、前置处理和模数转换；可调平行波束形成器组模块，用于通过调整各通道时延进行声源方向的实时跟踪；固定系数FIR滤波器模块，用于在非自适应支路形成预期频率特性得到含噪信号；固定系数信号阻塞模块，用于滤除声源方向所包含的信号得到噪声信号；自适应噪声对消器模块，用于根据自适应噪声对消原理以噪声信号作为参考消除含噪信号中所包含的噪声，输出语音增强信号；声源方向更新模块，用于根据当前预期声源方向及当前预期声源左右偏移方向对应进行旁瓣消除输出的语音增强信号方差选择当前最优声源方向，并将获得的当前最优声源方向输入至可调平行波束形成器组模块更新当前声源方向及当前声源方向的左右偏移方向；所述麦克风阵列中各通道语音信号输出端依次经前置放大电路和模数转换器后，通过数据线直接与可调平行波束形成器组模块的信号输入端相连接；所述可调平行波束形成器组模块设有3个平行可调波束形成器，所述3个平行可调波束形成器分别设有信号输入端和声源方向输入端，各信号输入端接模数转换器的各通道语音信号输出端，各声源方向输入端则与声源方向更新模块的当前最优声源方向输出端连接；所述3个平行可调波束形成器的经时延调整后的各通道语音信号输出端接固定系数信号阻塞模块的输入端，时延调整后各通道语音信号的叠加输出则与固定系数FIR滤波器模块的输入端相连接；所述自适应噪声消除器模块设有参考噪声输入端和含噪语音输入端，固定系数信号阻塞模块对输入信号进行阻塞处理后的输出接自适应噪声消除器模块的参考噪声输入端，固定系数FIR滤波器模块对输入信号进行滤波处理后的输出接自适应噪声消除器模块的含噪语音输入端；所述自适应噪声消除器模块的语音增强信号输出端接声源方向更新模块以进行当前最优声源方向的选择，自适应噪声消除器模块设有当前最优声源方向输出端和语音增强信号输出端，当前最优声源方向输出端接可调平行波束形成器组模块，语音增强信号输出端输出当前最优声源方向对应的语音增强信号。