[发明专利]基于圆形麦克风阵列波束形成的回声抵消设计方法

摘要

本发明提出一种基于圆形麦克风阵列波束形成的回声抵消设计方法，主要解决现有技术无法精确增益信号源和抑制噪声源的问题。其实现过程是：（1）根据自适应滤波器得到房间的声场冲激响应；（2）扬声器播放校准音，设计对应的导向矢量，使圆形麦克风阵列识别到干扰源方向；（3）根据所得导向矢量设计空域滤波器的权系数，加权得到圆形麦克风阵列的最优方向图；（4）时域上采用闭环结构的子带自适应滤波器滤波，抵消扬声器的回音信号。本方法结合了空域波束形成与时域自适应子带滤波方法，设计得到回声抵消效果显著，提高了语音信号质量和回声消除速度。

主权项

1.基于圆形麦克风阵列波束形成的回声抵消设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)根据自适应滤波器的原理，采用基于射线模型的IMAGE方法估计出房间的声场冲激响应，也就是扬声器到麦克风阵列间的空间回声路径，为后续的回声抵消提供待消除的扬声器干扰信号；(2)扬声器播放校准音，圆形麦克风阵列根据TDOA基于时延的波达角估计方法，使圆形麦克风阵列识别到扬声器干扰源方向；(3)根据TDOA基于时延的波达角估计方法识别到讲话人的方位，利用扬声器干扰和讲话人的方位信息，得到阵列导向矢量，然后根据导向矢量设计空域滤波器的权系数，加权得到圆形麦克风阵列的空域最优方向图，使阵列的主瓣方向指向讲话人，而扬声器干扰方向位于阵列低旁瓣，空域滤波的目的是使麦克风阵列采集讲话人的语音信号，增益信号源的同时抑制干扰源方向的信号；(4)空域滤波切断了扬声器与麦克风阵列的声学回路，剩余的残留回声信号由时域进行处理，由于语音信号是宽带信号，所以时域上采用闭环结构的子带自适应滤波器滤波，抵消扬声器的残留回声信号。