基于相干性滤波器的广义旁瓣抵消器麦克风小阵列语音增强方法_杨立春

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1、第34卷第12期电子与信息学报Vol.34No.122012年12月JournalofElectronics&InformationTechnologyDec.2012基于相干性滤波器的广义旁瓣抵消器麦克风小阵列语音增强方法*①②①杨立春钱沄涛①(浙江大学计算机科学与技术学院杭州310027)②(浙江万里学院智能控制技术研究所宁波315101)摘要：为了克服传统麦克风小阵列语音增强算法噪音抑制能力有限的问题，该文提出一种基于相干性滤波器的广义旁瓣抵消器语音增强算法,该算法基于动态平滑系数噪声谱估计来获得相干性滤波器，分别对每个阵元接收到的信号进行滤波用以抑制包括混响等噪声

2、信号的干扰，并把滤波后的信号作为输入信号，使用基于小阵列的广义旁瓣抵消器波束形成算法抑制残余噪声信号的干扰。模拟和实际试验表明，该文提出的算法明显优于单独使用小阵列波束形成算法和相干性滤波器算法。关键词：语音信号处理；麦克风小阵列；语音增强；相干性滤波器；广义旁瓣抵消器中图分类号：TN912.3文献标识码：A文章编号：1009-5896(2012)12-3027-07DOI:10.3724/SP.J.1146.2012.00557SpeechEnhancementwithGeneralizedSidelobeCancellerBasedonaCoherence-based

3、FilterforSmallMicrophoneArrays①②①YangLi-chunQianYun-tao①(CollegeofComputerScience,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)②(IntelligentControlResearchInstitute,ZhejiangWanliUniversity,Ningbo315101,China)Abstract:Inordertoovercometheproblemthatthenoisesuppressionabilityoftraditionalsmallmi

4、crophonearraysspeechenhancementalgorithmislimited,thispaperproposescoherencespectralestimationbasedonthevariablecoefficientsnoisefilteralgorithmtosuppressthereverberantinterference,andthenusetheGeneralizedSidelobeCanceler(GSC)whichbasedonsmallmicrophonearrayscancellertosuppressremainingno

5、iseandsimulationsandpracticaltestsshowthattheproposedalgorithmissuperiortoseparatesmallarraybeamformingalgorithmsandcoherencefilteralgorithm.Keywords:Speechsignalprocessing;Smallmicrophonearrays;Speechenhancement;Coherencefilter;GeneralizedSidelobeCanceler(GSC)1引言解决这个问题，基于小阵列的波束形成算法以及根据噪

6、声相关性进行噪声互功率谱密度估计的相干性麦克风阵列语音增强算法由于具有较多的时域滤波器方法被广泛研究和应用。和空域信息，因而可以获得比单道语音增强算法更麦克风小阵列波束形成算法包括超指向性算高质量的目标语音，包括更少的目标语音畸变和更[2,3][4]法，一阶差分麦克风阵列以及基于小阵列的广好的噪声抑制。而源于窄带信号如雷达、声呐等的[5,6]波束形成算法是麦克风阵列中常用的语音增强算义旁瓣抵消器算法等。在这几种基于小阵列的波法，这些波束形成算法往往要求具有较多的阵元以束形成算法中，广义旁瓣抵消器相对其他算法而言，及较大的阵元间距[1]。但在空间较小、运算能力有限不仅可以工

7、作在端射情况，也可以工作在侧射情况，又对语音质量要求较高的如手机、助听器等设备上，并易于实现，因而被广泛研究和改进。广义旁瓣抵这些传统的波束形成算法一般难以直接使用。为了消器算法由文献[7]提出，主要有3部分组成：固定波束形成器(FixedBeamFormer,FBF)，阻塞矩阵2012-05-11收到，2012-09-27改回(BlockingMatrix,BM)以及自适应干扰抵消器国家自然科学基金(61171151)，国家973计划项目(2012CB316400)，(AdaptiveInterferenceCanceler