基于区域约束的双耳近场自适应波束形成算法

发布时间：2021-04-10 18:39

　　提出了一种基于区域约束的双耳近场自适应波束形成算法,该算法将目标信号及其附近区域内的若干个导向矢量组成的矩阵进行特征值分解,并在最小化输出信号能量的同时对主要的特征向量进行约束,从而有效解决传统近场波束形成器对目标声源的方位估计误差和位置扰动过于敏感的问题。实验结果表明,所提方法可以有效抑制远场同向干扰声源,并且相对于传统近场波束形成器具有更高的鲁棒性。客观评价指标表明,该算法的降噪性能及语音质量提升方面均优于对比算法。 

【文章来源】：信号处理. 2020,36(06)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

阵列接收近场信号示意图

本节介绍MBRIR的测量方法,为SVD-BLCMV算法提供导向矢量数据集。实验测量使用Biuel & Kjaer 4128C人工头和躯干模拟器(Head And Torso Simulator, HATS)用来模拟人头和躯干对声波的散射作用,将MEMS双传声器阵列佩戴在人工头的双耳上,单边阵列的孔径约为1.5 cm,同时在人工嘴前侧某个测量点放置一个MEMS传声器用来接收人工嘴发出的信号,不断的微调人工嘴前侧传声器的距离和角度来获得MBRIR数据集。MBRIR测量的场景包括普通办公室房间、半消声实验室和全消声实验室;人工嘴前端局部区域内离散测量点与人工嘴的水平距离d包括0.5 cm,1 cm,2 cm,水平偏转角度包括±45°,±30°,±15°,±7.5°,0°,实验装置示意图如图2所示。该方法具有较强的可重复性,实验一共测量了29组数据。MBRIR的测量信号采用频率范围为50 Hz～15 kHz,时间为15 s的扫频信号[12]通过功率放大器从人工嘴播放,采样频率为16000 Hz。将双耳佩戴的4个传声器接收到的信号和人工嘴前侧传声器接收到的信号进行解卷积得到口-双耳房间脉冲响应。图3给出了MBRIR测量系统平台,其中1和2通路为左耳传声器接收信号,3和4通路为右耳传声器接收到的信号。图4给出了在普通办公室环境下,测量点位于人工嘴前方2 cm、偏转角度为30°时的MBRIR测量场景。图5给出了在半消声室、全消声室和普通办公室环境下测量的距嘴距离1 cm,水平偏转角度为0°的位置点的MBRIR,图中仅展示了左耳1通道的测量结果。

MBRIR的测量信号采用频率范围为50 Hz～15 kHz,时间为15 s的扫频信号[12]通过功率放大器从人工嘴播放,采样频率为16000 Hz。将双耳佩戴的4个传声器接收到的信号和人工嘴前侧传声器接收到的信号进行解卷积得到口-双耳房间脉冲响应。图3给出了MBRIR测量系统平台,其中1和2通路为左耳传声器接收信号,3和4通路为右耳传声器接收到的信号。图4给出了在普通办公室环境下,测量点位于人工嘴前方2 cm、偏转角度为30°时的MBRIR测量场景。图5给出了在半消声室、全消声室和普通办公室环境下测量的距嘴距离1 cm,水平偏转角度为0°的位置点的MBRIR,图中仅展示了左耳1通道的测量结果。图4 利用人工头和躯干测量MBRIR

【参考文献】：
期刊论文
[1]功率比相关子带划分快速独立向量分析[J]. 冷艳宏,郑成诗,李晓东.  信号处理. 2019(08)
[2]基于近场波束形成的麦克风阵列语音增强方法[J]. 王冬霞,殷福亮.  电子与信息学报. 2007(01)



本文编号：3130142