专利汇可以提供一种基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于麦克 风 阵列的室内声源跟随与增强方法,对每一路麦克风拾取的模拟声音 信号 进行抗 混叠 低通滤波,并对滤波后的 模拟信号 进行A/D 采样 和 帧 划分;对各路 声音信号 进行帧电平检测,将帧划分为声音帧信号和噪声帧信号,若为噪声帧,则进行存储,若为声音帧,则进行谱对消;选取参考路信号,根据参考路声音帧估计 波长 ,并将各路声音帧与当前参考路声音帧进行互相关操作,进而估计波达 角 ;根据估计的波长、波达角,结合麦克风阵列的几何形状,确定各路声音帧对应的权系数;对各路声音帧进行加权求和确定增强的语音 数字信号 ,并对得到的语音数字信号进行D/A转化,生成模拟信号后传递给扬声器。本发明提升了系统的噪声抑制能 力 与声音保真性。,下面是一种基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法专利的具体信息内容。
1.一种基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、对每一路麦克风拾取的模拟声音信号进行抗混叠低通滤波,并对滤波后的模拟信号进行A/D采样和帧划分;
步骤2、对各路声音信号进行帧电平检测,将帧划分为声音帧信号和噪声帧信号,若为噪声帧,则进行存储,若为声音帧,则与上一噪声帧作谱对消;
步骤3、选取参考路信号,根据参考路声音帧估计波长,并将各路声音帧与当前参考路声音帧进行互相关操作,进而估计波达角;
步骤4、根据估计的声波波长、波达角,结合麦克风阵列的几何形状,确定各路声音帧对应的权系数;
步骤5、对各路声音帧进行加权求和确定增强的语音数字信号,并对得到的语音数字信号进行D/A转化,生成模拟信号后传递给扬声器;
步骤6、重复步骤1-5,进行下一帧声音信号处理,直至拾声结束。
2.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法,其特征在于,步骤1中,抗混叠低通滤波的截止频带为人耳无法听到的20KHz以上的信号。
3.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法,其特征在于,步骤1中,划分的帧时长不应超过掩蔽效应时间,帧间隔应小于帧长,一般人耳前向掩蔽效应最短为5ms,若记采样率为fs,则能效应持续时间内能采到fs/200个点,考虑到快速傅立叶变换点数要求,取 点为一个最佳帧,其中 表示小于且最接近x的整数。
4.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法,其特征在于,步骤2中,对帧内所有点取绝对值平均得到每一帧信号的判断电平,与阈值电平进行比较从而将该帧划分为声音帧或噪声帧。
5.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法,其特征在于,步骤2中,将声音帧信号FFT与最近一段的噪声帧信号FFT作减法进行谱对消。
6.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法,其特征在于,步骤3中,对声音信号帧的FFT结果进行分析,选取FFT结果中超过设定阈值的频带范围中心点作为主要频率fest,结合声速c,反推波长λest:
λest=c/fest。
7.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法,其特征在于,步骤3中,在对互相关函数作傅立叶变换后,再作逆傅立叶变换,由于当序列相似时函数达到峰值,当得到互相关结果的峰值位置后,即可反解得到序列间时延差,具体计算公式为:
Rf,g[n]=IFFT{F[n]G*[n]}
其中F[n]与G[n]为f[n]与g[n]的离散傅立叶变换,G*[n]表示对序列G[n]取共轭,IFFT{}表示逆傅立叶变换操作。
8.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法,其特征在于,步骤3中,设任一阵元与参考阵元的间距为d、声速为c,序列间时延差为Δt,则该阵元的波达角为θ=arcsin(cΔt/d),所有阵元的波达角取平均即得整个阵列的波达角。
9.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法,其特征在于,步骤4中,根据数字波束形成算法确定各路声音帧对应的权系数。
10.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的室内声源跟随与增强方法,其特征在于,步骤4中,对于均匀线阵,设每一阵元k与参考阵元声音信号的相位差为: 为了使得波束主瓣对准波达角θ方向,此时在每一阵元处取权系数
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