[发明专利]降低语音失真的自适应波束形成方法

摘要

本发明公开了一种降低语音失真的自适应波束形成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：录制环境声音形成输入信号；利用固定波束形成器通过波束形成从所述输入信号中获取含噪语音信号；利用阻塞矩阵模块对所述输入信号进行滤波以形成相干噪声信号；利用自适应消除模块从所述含噪语音信号中消除所述相干噪声信号形成输出信号并予以输出；从所述输出信号中获取残余噪声信号，并将所获取的残余噪声信号反馈至所述自适应消除模块以更新所述自适应消除模块的滤波系数，从而实现在输出信号中使残余噪声信号变小的自适应滤波。本发明可以在达到降噪目的的同时保证了目标信号的失真更小。

主权项

1.一种降低语音失真的自适应波束形成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：录制环境声音形成输入信号；利用固定波束形成器通过波束形成从所述输入信号中获取含噪语音信号；利用阻塞矩阵模块对所述输入信号进行滤波以形成相干噪声信号；利用自适应消除模块从所述含噪语音信号中消除所述相干噪声信号形成输出信号并予以输出；从所述输出信号中获取残余噪声信号，并将所获取的残余噪声信号反馈至所述自适应消除模块以更新所述自适应消除模块的滤波系数，从而实现在输出信号中使残余噪声信号变小的自适应滤波；还包括：从所述含噪语音信号中获取噪声信号，包括：(1)含噪语音信号的双态假设：H₀:X＝NH₁:X＝S+N   (式一)H₀状态表示只存在噪声，N表示噪声信号，H₁状态表示含噪语音的状态，S为含噪语音信号中的目标信号；(2)假定含噪语音信号中语音存在的先验概率：P(H₁)＝0.5P(H₀)＝1‑P(H₁)   (式二)(3)求解含噪语音信号的后验信噪比：式三中，M是麦克风数目，w是固定波束形成器中波束形成权重，x_i是第i个麦克风输入信号，FBF是固定波束形成器输出的含噪语音信号,|FBF|²表示波束形成器中含噪语音信号的功率，表示噪声信号的功率的估计值；(4)利用判决引导方法求解含噪语音信号的先验信噪比ε式四中，η为平滑系数，取值为0.85，γ_old为含噪语音信号的上一帧的后验信噪比，GH_1old表示语音信号上一帧的H₁状态时的语音谱增益；(5)求解含噪语音信号中语音存在似然度GLR(6)求解含噪语音信号中语音存在的条件先验概率P(H₁|FBF)(7)计算含噪语音信号中当前帧的H₁状态语音谱增益GH₁(8)计算含噪语音信号中当前帧的噪声信号估计值其中为动态时域一阶平滑系数，其中，α取值0.85，E(N|FBF)是当前帧中FBF条件下噪声期望估计值，其计算如下：其中，P(H₀|FBF)是语音不存在的条件概率，计算方法如下：P(H₀|FBF)＝1‑P(H₁|FBF)(9)计算FBF中的语音增益其中，表示H₁状态下的语音增益，表示H₀状态下的语音增益，在这里Gmin＝0.01(‑20dB),其中Gmin是H₀状态时的下限约束，取值计算公式为10dB*lg0.01＝‑20dB；(10)估计含噪语音信号中的噪声信号N_FBF＝FBF*(1‑Gain)   (式十)其中，N_FBF为FBF中的噪声信号的估计值。