[实用新型]一种基于双麦克的语音混响消减装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及语音增强技术领域，特别涉及一种基于双麦克的语音混响消减装置。

背景技术

声音信号在室内的传播过程中，由于墙壁、地面等硬质界面对声音的反射，到达传声器的声音除了直接从声源传来的直达声外，还有经过一次或多次反射传来的声音信号，这些非直达声构成了混响信号。经过一次或少量的几次反射的声音信号称为早期反射信号，早期反射信号构成了早期混响信号，早期混响信号能够对语音起到增强作用。经过多次反射的声音信号称为后期反射信号，后期反射信号构成了后期混响信号，后期混响较强则会降低语音的清晰度。

在一些免提语音通讯中，通话者距离麦克风较远，语音清晰度会因房间混响而下降，导致通话质量下降。因此需要一些技术消减混响，提升语音清晰度。麦克风接收信号包括直达声信号和混响信号，而由前述可知混响又可以分为早期混响和后期混响。其中降低语音清晰度的主要是后期混响，而早期混响一般对语音有增强作用。因此提升清晰度的关键是降低后期混响信号。

在各种混响消减技术中，基于双麦克的谱减去混响方法受到较多关注。现有的一种基于双麦克风谱减的去混响方法中，采用自适应波束形成（GSC）的结构得到两路信号，第一路信号是延时-求和波束形成器的输出；第二路信号是阻塞矩阵的输出。两路信号的能量包络通过一个自适应滤波器估计出第一路信号的混响，再利用谱减法去除混响。这种方法有几个缺点：

1）会去除早期混响，使处理后的声音变得单薄。

2）对混响强弱没有判断，在不同混响情况下都沿用一样的谱减处理，这样在混响弱、语音清晰度原本比较高时可能损伤语音质量。

3）需要准确估计直达声波达方向，分离直达声，因而要求麦克风具有很高一致性，对声学设计也有严格的限制。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题的基于双麦克的语音混响消减装置。

本实用新型供了一种基于双麦克的语音混响消减装置，对主麦克和辅麦克接收到的信号逐帧进行处理；该装置包括：混响谱估计单元和谱减单元，其中：

混响谱估计单元，用于接收主麦克输入信号和辅麦克输入信号，根据主麦克输入信号和辅麦克输入信号计算辅麦克到主麦克的传递函数h(t)，获取传递函数h(t)的拖尾部分h_r(t)，并根据传递函数h(t)判断混响的强弱，计算出增益函数的调节因子β输出给谱减单元，用辅麦克输入信号与h_r(t)作卷积，得到主麦克输入信号的后期混响估计信号，对主麦克输入信号的后期混响估计信号进行时域到频域的转换，得到主麦克输入信号的后期混响谱后输出给谱减单元；

谱减单元，用于接收主麦克输入信号和混响谱估计单元输出的增益函数的调节因子以及主麦克输入信号的后期混响谱，对主麦克输入信号进行时域到频域的转换得到主麦克输入信号的频谱，根据主麦克输入信号的频谱、增益函数的调节因子β以及主麦克输入信号的后期混响谱计算增益函数，用主麦克输入信号的频谱乘以增益函数得到主麦克输入信号去混响后的频谱，对主麦克输入信号去混响后的频谱进行频域到时域的转换，得到主麦克输入信号去混响后的时域信号，将主麦克输入信号去混响后的时域信号逐帧叠接相加后，输出主麦克输入信号去混响后的连续信号。

由上述可见，本实用新型中，混响谱估计单元根据主麦克输入信号和辅麦克输入信号计算辅麦克到主麦克的传递函数h(t)，取传递函数h(t)的拖尾部分h_r(t)，并且根据传递函数h(t)判断混响的强弱，计算出增益函数的调节因子β；然后根据辅麦克输入信号与h_r(t)作卷积，得到主麦克输入信号的后期混响估计信号；谱减单元根据主麦克输入信号的频谱、增益函数的调节因子β以及主麦克输入信号的后期混响谱计算增益函数，用主麦克输入信号的频谱乘以增益函数得到主麦克输入信号去混响后的频谱，即通过谱减法从主麦克输入信号的频谱中减去主麦克输入信号的后期混响估计谱，因此能从主麦克的输入信号中有效地消除其后期混响，而保留其早期混响，不会使处理后的声音变得单薄，提高了语音的质量。同时在估计后期混响中根据混响强弱调节谱减力度，在混响弱的时候少做甚至不做谱减，保证了在混响弱、语音清晰度原本比较高的情形下不会损伤语音，保护语音质量。并且这种方案中不需要准确估计直达声波达方向，因而不要求麦克风具有很高一致性，对声学设计也没有严格的限制。

附图说明

图1是本实用新型实施例中给出的激励信号到麦克输入信号的传递函数示意图；