[发明专利]声音信号处理设备、声音信号处理方法和程序

权利要求书

1.一种声音信号处理设备，包括：

方向估计单元，该方向估计单元针对以预定时间单位划分的每个块检测指示声音信号的声源方向的一个或多个方向点；以及

方向跟踪单元，该方向跟踪单元将多个块之间彼此连接方向点并且检测其中声音活动的片段，

其中所述方向估计单元包括：

空间滤波器生成单元，该空间滤波器生成单元生成死角形成滤波器和指向性束形成滤波器，所述死角形成滤波器是对所述声源方向具有低灵敏度的空间滤波器，所述指向性束形成滤波器是对所述声源方向具有高灵敏度的空间滤波器，

死角形成模式生成单元，该死角形成模式生成单元生成死角形成模式，所述死角形成模式指示方向和增益之间的对应关系数据并且对应于所述死角形成滤波器，

指向性束形成模式生成单元，该指向性束形成模式生成单元生成指向性束形成模式，所述指向性束形成模式指示所述方向和所述增益之间的对应关系数据并且对应于所述指向性束形成滤波器，以及

方向点检测单元，该方向点检测单元检测指示声音方向并包含死角形成模式中的局部最小部和指向性束形成模式中的局部最大部的方向点。

2.如权利要求1所述的声音信号处理设备，其中所述空间滤波器生成单元通过对协方差矩阵的特征值分解处理来计算多个特征值和多个特征向量，并且利用与计算出的最大特征值相对应的特征向量来生成所述指向性束形成滤波器，所述协方差矩阵是根据从所述声音信号生成的时间-频率域的观测信号针对每个块计算出的。

3.如权利要求1所述的声音信号处理设备，其中所述空间滤波器生成单元通过对协方差矩阵的特征值分解处理来计算多个特征值和多个特征向量，并且通过用特征值为权重对所有特征向量加权求和或加权求平均来生成所述指向性束形成滤波器，所述协方差矩阵是根据从所述声音信号生成的时间-频率域的观测信号针对每个块计算出的。

4.如权利要求1所述的声音信号处理设备，其中所述空间滤波器生成单元通过对协方差矩阵的特征值分解处理来计算多个特征值和多个特征向量，通过利用由特征向量形成的矩阵V(ω)和由特征值形成的对角矩阵D(ω)的运算处理计算出变换矩阵V’(ω)，并且利用计算出的变换矩阵V’(ω)的任何一行来生成所述死角形成滤波器，所述协方差矩阵是根据从所述声音信号生成的时间-频率域的观测信号针对每个块计算出的。

5.如权利要求1所述的声音信号处理设备，其中所述方向点检测单元通过应用动态阈值来判定所述死角形成模式中的局部最小部是否被选为方向点，所述动态阈值是基于方向点检测处理的新目标块的邻近块中死角形成模式中的最小值计算出的。

6.如权利要求1所述的声音信号处理设备，其中所述方向点检测单元

区分强方向点和弱方向点，其中强方向点满足死角形成模式中的局部最小部的值小于相应的指向性束形成模式中的局部最大部的值的条件，弱方向点不满足该条件，

如果弱方向点位于正生成的片段内，则选择该弱方向点作为指示声源方向的方向点，以及

忽略位于正生成的片段外的弱方向点。

7.如权利要求1所述的声音信号处理设备，其中所述方向点检测单元

区分强方向点和弱方向点，其中强方向点满足死角形成模式中的局部最小部的值小于相应的指向性束形成模式中的局部最大部的值的条件，弱方向点不满足该条件，

在延长并确定正生成的片段的处理中将强方向点和弱方向点两者都选为指示所述声源方向的方向点，以及

在要生成的新片段的起始部分，仅将强方向点选为指示声源方向的方向点。

8.如权利要求7所述的声音信号处理设备，其中其中所述方向点检测单元

在延长并确定正生成的片段的处理中，检查一个方向点是否被用在正生成的两个或更多个片段，当一个方向点被用在多个片段中时，多个片段中仅最长的片段保留而其他片段被删除，或者在较短片段中包括的方向点被添加到最长的片段，并且利用最长片段中包括的所有方向点再次计算片段的新方向。

9.如权利要求1所述的声音信号处理设备，还包括：

声源提取单元，基于对所述方向跟踪单元所检测的声音片段的前端和后端添加了容限的片段信息来执行详细片段检测；以及

第二语音片段检测单元，基于“话音相似性”对来自所述声源提取单元的输出执行详细片段检测。