[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

说明书

本发明公开了一种基于麦克风阵列的拾音方法、拾音装置及存储介质。一种基于麦克风阵列的拾音方法，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，表示实际导向矢量；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。本发明的拾音方法具有较好的抗干扰性，尤其是在低频处仍有较好的指向性，失真度低。

技术领域

本发明属于麦克风阵列拾音领域，涉及一种基于麦克风阵列的拾音方法、拾音装置及存储介质。

背景技术

在复杂的声学环境中，背景噪声、干扰以及混响等因素都会恶化麦克风的拾音性能，降低语音的清晰度和可懂度，导致单麦克风拾音无法满足日常需求。相比于单麦克风拾音效果，结合波束形成算法的麦克风阵列可以通过融合空时信息，增强来自目标方向的信号，抑制非目标方向信号增益，提高输出语音的信噪比，提升语音质量，因此被广泛应用于语音增强和语音识别等领域。

差分波束形成设计算法具有孔径小、指向性指数高等优点，且可以实现宽带恒定波束宽度，有效降低语音失真度，因此在众多固定波束形成设计算法获得了广泛关注。但是其滤波器响应存在白噪声放大的问题，从而导致系统对麦克风的自噪声、不匹配等不可避免的误差较为敏感，在实际中性能会极度恶化。

发明内容

本发明的目的是提供一种麦克风阵列的拾音方法，具有较好的抗干扰性，尤其是在低频处仍有较好的指向性，失真度低。

本发明的另一个目的是提供一种拾音装置，其尺寸较小，具有较好的抗干扰性，失真度低。

本发明的又一个目的是提供一种计算机可读存储介质，其存储有上述的麦克风阵列的拾音方法。

根据本发明的第一个方面，一种基于麦克风阵列的拾音方法，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。

根据一优选的实施例，步骤C中，所述最优问题表达如下：