一种基于相干函数双麦克风语音增强算法.pdfVIP

二普频声学 一种基于相干函数的双麦克风语音增强算法 刘畅1’2，陈友元1，冯海泓1 1、中国科学院声学研究所东海研究站，2、中国科学院大学 摘要：在日常生活中，人工耳蜗、助听器等听力辅助设备的效果总是会受到方向性干扰 噪声的影响。本文提出一。种基于相干函数的双麦克风语音增强算法来解决这一问题。首 先计算出两个麦克风所拾取到信号的复相干函数，利用复相干函数的特性来构造滤波器 滤除方向性干扰噪声，从而增强位于正前方的语音信号。仿真实验结果表明，本文方法 能明显地抑制方向性干扰噪声或语音带来的影响。 关键词：语音增强方向性噪声双麦克风相干函数 1引言 在日常生活中，人工耳蜗、助听器等听力辅助设备的效果总是会受到方向性干 扰噪声的影响。在信噪比较低的环境下，人工耳蜗植入者和助听器佩带者很难分 辨出说话者的语音。有研究表明，在稳态噪声环境下，人工耳蜗植入者的听力阈 值比正常人的要高10．15dB；在多说话人情况下则达到25dB甚至更高[1】。因此， 尽可能的削减外界噪声对人工耳蜗植入者和助听器佩戴者来说非常必要。 传统单麦克风语音增强算法指向性不好，难以对方向性噪声进行降噪[2]；麦克 风阵列对方向性噪声具有更好的降噪性能，但阵列一般体积较大且运算量高，故 不宜在嵌入式设备中实现【3】。所以，双麦克风语音增强在实际生活中得到了广泛 的应用。 已有的双麦克风语音增强算法有基于相位差的方法【4】，基于自适应陷波的方法 【5】等。本文提出一种基于相干函数的双麦克风语音增强算法，利用两路麦克风接 收到信号的相干函数构造滤波器增益，能有效地滤除方向性噪声。 2本文算法 2．1麦克风布置及算法流程 麦克风布置如图1所示。本文算法中，相距20mm的两个全指向性麦克风构成 一个端射阵列。目标声源S位于正前方，与两个麦克风在同一条直线上；噪声源n 与正前方夹角为臼。 本文算法流程如图2所示。首先将收集到的前、后麦克风信号进行分帧、加窗、 做傅里叶变换以求得各自的频谱；由频谱计算得到功率谱，从而得到两路信号的 相干函数；利用相干函数构造滤波器G；将前麦克风的频谱乘以滤波器增益G得 到增强后的语音信号频谱；最后通过傅里叶逆变换并重叠相加得到增强的时域语 ．．369．． 中国科学院声学研究所纪念建所50周年暨第五届学术交流会 音信号。下面结合复相干函数的特性具体分析如何通过两路麦克风信号的相干函 数来计算滤波器增益G。 目标语音S 声刀 o Mic_Front Mic_Rear O 图1双麦克风布置示意图 MicFront MicRear 11mz (1) 2丽(I)xlx2 一T1 f ①。l。l f ①。2。2 牟T1 ／ ①。l。l ／ 旦212— 1 V①。2。2+①。2。2 rxl妃二◆圮m跞跞㈤5132、『o。1sl+①。l。lV①。2。2+①。2。2”nln2、／①。l；l+m。1nl rxlx2