[发明专利]基于二阶锥规划的目标方向语音检测方法

权利要求书

1.一种基于二阶锥规划的目标方向语音检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

针对目标方向设计最低旁瓣的波束形成，利用二阶锥规划计算所述最低旁瓣的波束形成的权重；

构造噪声估计权重；

利用麦克风形成的输入信号、所述最低旁瓣的波束形成的权重以及所述噪声估计权重计算得出目标信号和噪声信号；

利用时域一阶递归平滑计算出目标信号和噪声信号的功率；

利用目标信号的功率和噪声信号的功率计算出后验信噪比；

对所述后验信噪比进行最小值跟踪，以得到所述后验信噪比的最小值；

计算频段在281.25Hz至3437.5Hz范围内的后验信噪比之和与后验信噪比的最小值之和的比值；

判断计算得到的比值与设定阈值的大小以确定目标方向语音是否存在；

针对目标方向设计最低旁瓣的波束形成，利用二阶锥规划计算所述最低旁瓣的波束形成的权重，包括：

构造自相关矩阵：

R(i,j)＝sin c(2fd/c) (式一)

式一中，f为频率，c为空气中的声音的传播速度，d为第i个麦克风和第j个麦克风之间的距离；

对式一中的R做Cholesky分解：

R＝V^HV (式二)

利用二阶锥规划求解所述最低旁瓣的波束形成的权重：

式三中，w为最低旁瓣的波束形成的权重，α(θ)为目标方向的导向矢量，μ₀表示范数约束值其取值为0.3，μ₁表示旁瓣响应约束其取值为0.1，θ_SL为旁瓣方向，θ_s为旁瓣方向角度参数，H为共轭转置操作。

2.如权利要求1所述的基于二阶锥规划的目标方向语音检测方法，其特征在于，构造噪声估计权重，包括：

设计约束使得主瓣方向增益为0以求解噪声估计权重：

式四中，w_n为噪声估计权重，μ表示主瓣响应其取值为0.1，θ_ML是主瓣方向，θ为目标方向角度，w为最低旁瓣的波束形成的权重，H为共轭转置操作。

3.如权利要求2所述的基于二阶锥规划的目标方向语音检测方法，其特征在于，利用时域一阶递归平滑计算出目标信号和噪声信号的功率，包括：

利用计算出的目标信号和噪声信号计算得出k-1帧对应的目标信号的功率和噪声信号的功率；

基于k-1帧对应的目标信号的功率和噪声信号的功率利用时域平滑得到k帧对应的目标信号的功率和噪声信号的功率：

T＝w^HX

式五中，λ为平滑系数取值0.85，K为帧数，T为目标信号，N为噪声信号，X为麦克风形成的输入信号，w_n为噪声估计权重，w为最低旁瓣的波束形成的权重，H为共轭转置操作，P_T,K-1为k-1帧对应的目标信号的功率，P_T,K为k帧对应的目标信号的功率，P_N,K-1为k-1帧对应的噪声信号的功率，P_N,K为k帧对应的噪声信号的功率。

4.如权利要求3所述的基于二阶锥规划的目标方向语音检测方法，其特征在于，通过如下公式计算后验信噪比：

P_T,K为k帧对应的目标信号的功率，P_N,K为k帧对应的噪声信号的功率，将式五所求得的结果代入式六中即可计算得出后验信噪比。

5.如权利要求1所述的基于二阶锥规划的目标方向语音检测方法，其特征在于，对所述后验信噪比进行最小值跟踪包括：

利用改进型最小控制递归平均方法跟踪后验信噪比得到后验信噪比的最小值：

γ_min＝IMCRA(γ) (式七)。