[发明专利]一种针对位置靠近声源的语音信号分离方法

权利要求书

1.一种针对位置靠近声源的语音信号分离方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1，获取待处理的混合语音时频域信号；

步骤2，对混合语音时频域信号初始化各频带的分离矩阵；

步骤3，对所有频带的分离矩阵进行联合优化以解决排序不确定性；具体步骤为：

步骤31，选取源信号分布模型，获得代价函数；

当选取拉普拉斯分布作为源信号分布模型，所述代价函数为：

其中，表示取样本平均，G(·)是由源信号模型决定的得分函数；n是源信号指标且n＝1,2,…,N，N是源信号的总个数；k是频率指标且k＝1,2,…,K，K是总的频带个数；表示第k个频带内的第n个估计信号，detW^k是第k个频带内的分离矩阵的行列式；

当选取多通道非负矩阵分解作为源信号模型，所述代价函数为：

其中，t是时间帧指标，t_kl,n和v_lt,n分别是不同声源的基和激活参数,l是基的指标,n是源信号指标且n＝1,2,…,N，N是源信号的总个数；k是频率指标且k＝1,2,…,K，K是总的频带个数；表示第k个频带内的第n个估计信号的第t帧，detW^k是第k个频带内的分离矩阵的行列式；

步骤32，对所述代价函数采用majorization-minimization的优化方法，得到分离矩阵的更新规则；

步骤33，使用所述更新规则对分离矩阵进行迭代直到收敛，得到各频带优化后的分离矩阵；

步骤4，对优化后的分离矩阵进行幅度规整；

步骤5，根据步骤4处理后的分离矩阵估计出时频域语音信号；

步骤6，由步骤5估计的时频域语音信号恢复出时域语音信号。

2.根据权利要求1所述的一种针对位置靠近声源的语音信号分离方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤为：利用信号采集系统获取待处理混合语音的时域信号，对该时域信号做短时傅里叶变换，得到待处理混合语音的时频域信号。

3.根据权利要求1所述的一种针对位置靠近声源的语音信号分离方法，其特征在于，所述步骤2中，初始化各频带的分离矩阵采用的是单位矩阵，矩阵的对角元素是1，其余元素是0。

4.根据权利要求1所述的一种针对位置靠近声源的语音信号分离方法，其特征在于，步骤32中，当选取拉普拉斯分布作为源信号分布模型，得到分离矩阵的更新规则为：

其中表示分离矩阵W^k的第n行，上标H表示共轭转置，x^k表示第k个频带内的混合信号向量，M表示总的传声器个数，G'(·)表示G(·)的一阶导数，G(r_n)＝r_n，G'(r_n)＝1；e_n表示单位向量，第n个元素是1，其余元素是0；

当选取多通道非负矩阵分解作为源信号模型，得到分离矩阵的更新规则为：

其中t_kl,n和v_lt,n的更新规则分别为：

其中，表示取样本平均，e_n表示单位向量，第n个元素是1，其余元素是0，l’是基的新指标；表示分离矩阵W^k的第n行，上标H表示共轭转置。

5.根据权利要求1所述的一种针对位置靠近声源的语音信号分离方法，其特征在于，所述步骤4中，根据最小失真准则对分离矩阵进行幅度规整，具体步骤为：

W^k←(W^k(W^k)^H)^-1/2W^k

其中，k是频率指标，k＝1,2,…,K，K是总的频带个数；W^k表示第k个频带的分离矩阵，上标H表示共轭转置。