文件名称：2麦克风阵列语音增强的特点及应用-codesys2.3中文教程(学习plc编程的最好教程)
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更新时间：2024-07-01 00:38:27
延迟-求和 麦克风阵列 语音增强
1．3．2麦克风阵列语音增强的特点及应用 通常在无噪声、无混晌并且声源离麦克风很近的情况下，选用高性能、高方 向性的单麦克风系统可以获得高质量的声源信号。然而，这要求声源和麦克风之 间的位置相对固定，一旦声源位置改变，就必须人为地移动麦克风。若声源在麦 克风的选择方向之外，且距离声源很远，或存在一定程度的混响及干扰的情况下， 则会使拾取信号的质量严重下降。为了解决单麦克风系统的这些不足，人们提出 了用多个麦克风构成麦克风阵列，使用阵列信号处理技术进行语音拾取与处理。 与传统的单麦克风系统相比，麦克风阵列系统具有很多的优点，主要有【13】： (1)麦克风阵列系统具有空间选择特性，可以用“电子瞄准”的方式从所需的 声源位置拾取高品质的信号，同时抑制其他说话人的声音和环境噪声。这是因为 麦克风阵列系统可以采集多路信号，由于各麦克风位置的不同，它们采集的信号 在时间或空间上必然存在某些差异，利用多路信号的数据融合技术，就可以较好 地提取目标语音信号。 (2)高方向性单麦克风系统通常只能拾取某一特定的固定目标语音信号，且其 指向性一般不能随声源一起运动。这就限制了它的应用领域。而麦克风阵列系统 由于具有自适应地调整波束指向的能力，使其能获取多声源信号或跟踪移动声源 信号，从而可实现单麦克风系统所不具备的自动探测、定位，以及在其接收区域 内追踪目标语音等功能。 基于麦克风阵列的上述优点，近十几年来，基于麦克风阵列的语音处理技术 逐渐成为各国学者关注的焦点。至今为止，人们已经提出许多基于麦克风阵列的 语音增强算法，其中比较经典的方法包括固定波束形成、自适应波束形成、盲信 号分离以及后置滤波等。下面对这几类方法加以简单概述。 (1)延迟．求和波束形成方法(Delay．Sum beamforming，简称DSBF)[14】其基本思 想是：首先利用时延估计算法估计出多通道信号的相对时延，然后在时域内平移 信号并对齐相加，既可得到输出信号。延迟．求和波束形成算法相对简单，便于实 现。缺点在于：低频段性能严重下降，主波束宽度不稳定。 (2)自适应波束形成方法。最早有关自适应波束形成的理论是Frost在1972年提 出的线性约束最小方差(Linearly Constrained Minimum Variance，简称LCMV)自适 应波束形成器【”1。将其用于语音增强，可以用较少的麦克风取得较好的消噪效果。 在Frost方法的基础上，1982年Griffths和Jim提出了一种修正的线性约束波束形成 器，即广义旁瓣抵消剁16](Generalized Sidelobe Canceller，简称GSC)。该结构大体 上有固定波束形成、阻塞矩阵和多通道噪声抵消三部分。这种经典结构为后来许 多增强方法提供了理论框架。但是，在实际应用中，麦克风阵列大多应用在比较 封闭的场合。由于墙壁的反射、混响问题相当突出，这时的噪声源数目可以认为