[发明专利]一种通过多声源活动检测来改进双通道盲信号分离的方法

摘要

本发明公开了一种通过多声源活动检测来改进双通道盲信号分离的方法。该方法基于双通道TRINICON算法进行盲信号分离，将初步的处理前后的功率进行对比，若一个输出通道的信号功率明显低于另一个输出通道，则可判断这段信号中要抑制的目标声源处于活动状态，依此可对各段数据中各个目标声源是否处于活动状态进行判断。利用多声源活动判断的结果对TRINICON算法进行修正，使用目标声源活动的数据来更新滤波器系数，从而达到去除干扰、提高语音分离的性能的目的。本发明的方法能有效地改善在间断交错混合及稀疏混合的场景中TRINICON方法的分离性能。

主权项

1.一种通过多声源活动检测来改进双通道盲信号分离的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对频域TRINICON算法中的滤波器矩阵参数进行初始化；(2)传声器接收到的声源信号输入双通道系统，将每个通道的输入信号分块，再用短时傅立叶变换将每一块的输入信号变换到频域；(3)由Y(k)＝X(k)W(k)计算每一块的输出信号，其中Y(k)、X(k)和W(k)分别为频域的输出信号、频域的输入信号及频域的滤波器系数矩阵，上标(k)为短时离散傅立叶变换中频点的序号；然后计算各输出信号的功率谱密度矩阵Φyy；(4)按照自然梯度下降法更新滤波器系数，使用逆短时傅立叶变换将滤波器系数矩阵变换回时域并将时域的滤波器系数大于滤波器长度减1的部分置零；(5)使用步骤(4)得到的滤波器系数，重复第(3)和第(4)步骤，直至达到最大迭代次数；(6)得到初步的滤波器系数收敛结果，利用重叠保留法对输入信号进行卷积得到第一通道的初步输出信号和第二通道的初步输出信号；(7)先根据以下两个公式分别计算两个通道中各块的输出和输入功率：其中Ex(m)为输入功率，Eyp(m)为初步输出信号的功率，m为信号分块的序号，ku和kl分别表示计入计算的频点的上限和下限，下标p是输出通道的序号，下标1和2分别代表第一通道和第二通道；然后对每一块信号的活动状态进行判断，并得到修正的权重函数；(8)根据步骤(1)重新对权重函数进行初始化，修正后的梯度表达式为：其中Nsig是整个信号的块数，εp(m)是修正权重，当第m块中第p个声源的状态为活动时，εp(m)等于1，否则，εp(m)等于0；根据以上修正后的梯度表达式，重复第(3)和第(4)步骤，即重新进行一次迭代，这次迭代中只用第一通道要抑制的目标声源活动的数据更新第一通道的滤波器系数，只用第二通道要抑制的目标声源活动的数据更新第二通道的滤波器系数，直到达到最大迭代次数；(9)得到最终的滤波器系数收敛结果，利用重叠保留法对输入信号进行卷积得到两个通道的最终输出信号。