[发明专利]一种麦克风阵列远场语音增强装置

摘要

一种麦克风阵列远场语音增强装置，涉及一种麦克风阵列语音增强装置。首先利用本领域通用的声源定位技术估计远场声源方向，并采用麦克风阵列波束对准形成主波束对远场语音进行初步增强，针对远场条件下语音信噪比低的核心问题，本装置逐个对麦克风阵列各通道相对主波束的传输函数进行估计，并基于传输函数估计结果进行各通道接收信号中反射分量的聚焦增强，最后对主波束对准初步增强和反射聚焦增强两部分增强语音进行合并进一步提高语音信噪比，实现远场语音的麦克风阵列语音增强。

主权项

一种麦克风阵列远场语音增强装置，其特征在于设有：麦克风阵列模块，用于多通道采集语音信号、前置处理和模数转换；声源定位模块，用于对每个麦克风阵列单元声聚焦引入的相位差进行自校正；波束对准增强模块，用于根据目标说话人方向调整各通道时延进行声源方向对准；传输函数估计模块，用于估计不同反射声分量相对主波束的传输函数；多通道反射聚焦模块，用于对经不同反射路径的多径发射声分量进行聚焦增强处理；合并增强模块，用于对波束对准和发射聚焦获得的语音进行合并增强；所述麦克风阵列模块，用于进行各麦克风信号的采集、放大和模拟数字转换，所述麦克风阵列模块中各通道语音信号输出端依次经前置放大电路和模数转换器后，通过数据线分别和声源方位估计模块、传输函数估计模块的信号输入端相连接；所述声源定位模块，用于获得声源方向，所述声源定位模块设有信号输入端、声源方向输出端，信号输入端接麦克风阵列输出端，声源方向输出端接波束对准增强模块的方向输入端；所述波束对准增强模块，用于根据声源方向进行波束对准和增强处理，所述波束对准增强模块设有信号输入端、声源方向输入端和增强信号输出端，信号输入端接麦克风阵列输出端，声源方向输入端接出端接声源定位模块的声源方向输出端，增强信号输出端分别接合并增强模块的主波束信号输入端；所述传输函数估计模块，用于根据波束对准增强信号和麦克风阵列信号进行反射分量的反射传输函数估计，所述传输函数估计模块设有主波束信号输入端、麦克风阵列信号输入端和反射响应输出端，主波束信号输入端接波束对准增强模块的增强信号输出端，麦克风阵列信号输入端接麦克风阵列模块各通道语音信号的输出；所述多通道反射聚焦模块，用于根据估计获得的传输函数对远程语音中的直达、反射声进行聚焦处理，所述多通道反射聚焦模块设有麦克风阵列信号输入端、传输函数输入端和反射聚焦增强输出端，经过反射聚焦增强模块进行反射聚焦增强处理后，输出聚焦增强语音至合并增强模块；所述合并增强模块，用于对波束对准增强语音、多通道反射聚焦语音两部分语音进行合并增强，所述合并增强模块设有波束增强语音输入端、多通道反射聚焦语音输入端，分别接波束对准增强模块和多通道反射聚焦模块的对应输出端，模块的输出端输出合并增强语音。