臨境語音通信與智能語音交互都面臨復雜聲學環(huán)境中的遠距離高保真拾音難題,解決這一難題的有效途徑是使用由多個麥克風傳感器組成的麥克風陣列或多通道拾音系統(tǒng),這種系統(tǒng)的核心是信號處理,通過對空間采樣的聲場信息進行時、空、頻三域的聯(lián)合處理來實現(xiàn)聲源定向/定位、信號增強、噪聲抑制、混響抑制、聲源分離、聲場參數(shù)估計等功能。麥克風陣列信號處理的方法有很多,其中研究的最多、使用得最廣的方法是波束形成。本文對麥克風陣列波束形成的原理、進展以及當前常用的方法進行簡要綜述,內(nèi)容涵蓋延遲求和、超指向、差分、正交級數(shù)展開、Kronecker和自適應波束形成方法。論文側重于方法原理、機理和架構方面的探討,具體的算法實現(xiàn)細節(jié)感興趣的讀者可以參考相應的文獻。 

【文章來源】：信號處理. 2020,36(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

圖1 時域和頻域波束形成結構

顧名思義,延遲求和波束形成就是將各麥克風的觀測信號引入適當?shù)难舆t,再將延遲后的信號疊加起來。引入時延的目的是使得各通道中來自期望聲源的信號成分在時間上是同步的,各通道的時延量取決于聲源相對陣列的方位。在頻域,延遲求和波束形成器可非常簡潔地表示為:h DS (ω)= 1 Μ d(ω,? 0 ) (8)

圖3給出了一個基于均勻線形麥克風陣列的延遲求和波束形成器在不同頻率上的波束圖,陣元個數(shù)為M=5,相鄰陣元之間的間距為1 cm,極坐標的極軸為陣元的連線(0°～180°),導向方向為0°。由于陣列的空間響應是以陣列的軸向為對稱的,因此,二維波束圖就能完全反應陣列的空域響應。由圖可見:①導向方向(0°)響應最大,因此能夠保證來自導向方向的信號不被衰減;②低頻段波束圖指向性差,見圖3(a)和(b),所以該波束形成器在低頻段的噪聲抑制能力差;③陣列的波束圖隨頻率變化而變化,波束圖的頻率一致性差,因此,若將延遲求和波束形成器用于處理寬帶音頻或語音信號,很容易引入信號畸變。4 超指向波束形成


本文編號：3595914