一种微型双麦克风语音增强方法及微型双麦克风与流程

技术特征：
1.一种微型双麦克风语音增强方法，其特征在于，包括：利用阵列布置的双麦克风采集带噪语音信号，所述阵列布置的双麦克风包括第一麦克风和第二麦克风；对所采集的带噪语音信号进行处理，将所述带噪语音信号转换为单帧频域带噪语音信号；对转换后的单帧频域带噪语音信号进行相干系数计算和空域滤波器设计，使所述空域滤波器的最大响应方向对准所述双麦克风的语音增强方向，利用所述空域滤波器对所述单帧频域带噪语音信号进行空域滤波，对空域滤波后的信号进行快速傅里叶逆变换ifft，得到单帧时域增强语音信号，并对所述单帧时域增强语音信号进行拼接得到整段带噪语音的语音增强信号；其中，所述双麦克风的语音增强方向为所述第二麦克风到所述第一麦克风的端射方向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阵列布置的双麦克风中第一麦克风的中心点与第二麦克风的中心点之间的间距为1.5
‑
3厘米。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所采集的带噪语音信号进行处理，将所述带噪语音信号转换为单帧频域带噪语音信号，包括：对所采集的带噪语音信号进行分帧与加窗处理，并通过快速傅里叶变换将单帧的带噪语音信号转换为单帧频域带噪语音信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所采集的带噪语音信号进行分帧与加窗处理，包括：设定所述第一麦克风采集的带噪语音信号为x1，所述第二麦克风采集的带噪语音信号为x2，对所述第一麦克风采集的带噪语音信号x1以及所述第二麦克风采集的带噪语音信号x2进行分帧加窗，得到对应的单帧时域带噪语音信号x
1win
(l)，x
2win
(l)，其中，l为单帧时域带噪语音信号长度，l＝1,2,
…
,l；所述通过快速傅里叶变换将单帧的带噪语音信号转换为单帧频域带噪语音信号，包括：对单帧时域带噪语音信号x
1win
(l)，x
2win
(l)进行如下处理，(l)进行如下处理，将计算得到的x
1fwin
(k)，x
2fwin
(k)利用fft转换到频域，得到单帧频域带噪语音信号，x
1win
(k)＝fft(x
1fwin
(k))，x
2win
(k)＝fft(x
2fwin
(k))；其中，ceil为向上取整，x
1fwin
(k)，x
2fwin
(k)分别为所述第一麦克风和所述第二麦克风的待变换的单帧时域带噪语音信号，x
1win
(k)为所述第一麦克风的单帧频域带噪语音信号，x
2win
(k)为所述第二麦克风的单帧频域带噪语音信号，fft为快速傅里叶变换算子。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对转换后的单帧频域带噪语音信号进行相干系数计算和空域滤波器设计，使所述空域滤波器的最大响应方向对准所述双麦克风的语音增强方向，包括：
根据计算转换后的单帧频域带噪语音信号所对应的相干系数，其中，相干系数，其中，e为数学期望；根据相干系数γ(ω)的实部与虚部的幅值大小与单帧频域带噪语音信号方位和信噪比的对应关系，设计所述空域滤波器，以使所述空域滤波器的最大响应方向对准所述双麦克风的语音增强方向。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，设计所述空域滤波器的步骤包括：设γ(ω)的实部为real(γ(ω))，虚部为img(γ(ω))，第一空域滤波器设计为，其中，g1(ω)为第一空域滤波器的增益函数，p(ω)满足其中，α
low
和α
high
为正整数，且α
low
＞α
high
＞1；第二空域滤波器设计为，其中，g2(ω)为第二滤波器的增益函数，μ为接近于0的正数，q(ω)满足：式中β
low
和β
high
为负数，且β
low
＞β
high
＞
‑
1；将g1(ω)和g2(ω)相乘得到最终空域滤波器增益函数g
final
(ω)＝g1(ω)
×
g2(ω)。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述空域滤波器增益函数g
final
(ω)，将所述第一麦克风的单帧频域带噪语音信号x
1win
(k)与g
final
(ω)相乘，得到单帧频域增强语音信号：x
enhwin
(k)＝x
1win
(k)
×
g
final
(ω)；并对单帧频域增强语音信号进行快速傅里叶逆变换，得到对应的单帧时域增强语音信号x
enhwin
(k)＝ifft(x
enhwin
(k))；其中，x
enhwin
(k)为单帧频域增强语音信号，x
enhwin
(k)为单帧时域增强语音信号，ifft为傅里叶逆变换算子。8.根据权利要求1
‑
8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述对所述单帧时域增强语音信号进行拼接得到整段带噪语音的语音增强信号，包括：将所有单帧时域增强语音按分帧和加窗参数进行拼接，得到整段带噪语音的增强结果。9.根据权利要求1
‑
8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述利用阵列布置的双麦克风采集带噪语音信号，包括：
利用阵列布置的双麦克风上的质点振速传声器采集所述带噪语音信号。10.一种微型双麦克风，其特征在于，所述微型双麦克风采用权利要求1
‑
9中任意一项所述方法进行语音增强处理。

技术总结
本发明公开了一种微型双麦克风语音增强方法及微型双麦克风，本发明利用双麦克风阵列形式，通过相干系数设计滤波器，实现对带噪语音的语音增强，相对于单麦克风语音增强技术，本发明实施例的麦克风语音增强技术具有空域滤波的作用，可以抑制非平稳噪声，而相对于传统的麦克风阵列语音增强技术，本发明实施例的麦克风语音增强技术具有更小的阵列尺寸与更低的功耗。低的功耗。低的功耗。


技术研发人员：钟华森 刘云飞 周瑜 王笑楠 冯杰
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第三研究所
技术研发日：2021.05.28
技术公布日：2021/9/9