[发明专利]一种基于麦克风阵列的拾音方法、拾音装置及存储介质

权利要求书

1.一种基于麦克风阵列的拾音方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、确定麦克风阵列，所述麦克风阵列具有多个麦克风通道，每个所述麦克风通道包括至少一个麦克风单元；

B、建立误差概率模型如下，

其中，

表示实际导向矢量；

理想导向矢量其中，θ为平面波传播方向，δ为相邻麦克风阵列单元的间距，τ₀＝δ/c为0度方向平面波到达相邻两个麦克风单元的延时，c为声传播速度，j为虚指数，ω为角频率；⊙表示元素点乘；

a^mul(ω)表示随机乘性误差，其大小为M×1，M表示麦克风通道的数量，其中第m个元素为表示乘性误差幅度，表示乘性误差相位；

a^add(ω)表示随机加性误差，其大小为M×1，其中第m个元素为表示加性误差幅度，表示加性误差相位；

C、构建基于所述误差概率模型的差分波束设计算法的最优问题；

D、求解上述最优问题的最优解，得到所述麦克风阵列的多个麦克风通道的权重向量；

E、根据所述权重向量对所述麦克风阵列采集的语音信号进行调整，输出优化后的语音信号。

2.根据权利要求1所述的拾音方法，其特征在于，步骤C中，所述最优问题表达如下：

其中，E{}为求期望平均值，h(ω)＝[H₁(ω),H₂(ω),…,H_M(ω)]^T为所述权重向量，第m个麦克风通道的权重上标*和H分别表示共轭和共轭转置，α＝[θ_N,1,…,θ_N,N]^T为N个零点位置向量，定义如下：

其中，元素表示依据式(i)获得的零点位置θ_N,1的实际导向矢量，N满足M≥N+1；其他元素以此类推。

3.根据权利要求2所述的拾音方法，其特征在于，步骤D中，所述最优解为：

h_opt(ω)＝R^-1(ω)C^H(ω)[C(ω)R^-1(ω)C^H(ω)]^-1

R(ω)和C(ω)的定义分别为

其中，

Re{}为取元素实部操作，

和分别表示乘性误差幅度和相位的概率密度分布函数，和分别表示加性误差幅度和相位的概率密度分布函数，d(a^mul(ω))表示a^mul(ω)的微分，d(φ^mul(ω))表示φ^mul(ω)的微分，d(a^add(ω))表示a^add(ω)的微分，d(φ^add(ω))表示φ^add(ω)的微分，

D_n,m(ω,α)表示为矩阵D(ω,α)下标为(n,m)处的元素，n＝1,…,N,m＝1,…,M。

4.根据权利要求1所述的拾音方法，其特征在于，所述乘性误差的幅度和相位的内部概率密度分布函数一致，和/或，所述加性误差的幅度和相位的内部概率密度分布函数一致。

5.根据权利要求1或4所述的拾音方法，其特征在于，所述乘性误差的幅度和相位的内部概率密度分布函数及所述加性误差的幅度和相位的内部概率密度分布函数布通过建模或实际测量获取。

6.根据权利要求1所述的拾音方法，其特征在于，步骤A中，所述麦克风单元均匀线性排布构成线性麦克风阵列。