【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及語音處理，尤其涉及一種基于有源矩陣的音頻處理方法。
技術(shù)介紹
1、音頻處理廣泛應(yīng)用于會(huì)議系統(tǒng)、語音通信、智能語音交互等場(chǎng)景，近年來，基于矩陣運(yùn)算的音頻信號(hào)處理技術(shù)逐漸受到關(guān)注。通過構(gòu)建包含多設(shè)備采集信息的矩陣，可以對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行全方位描述。然而，現(xiàn)有技術(shù)通常缺乏對(duì)目標(biāo)信號(hào)增強(qiáng)與干擾信號(hào)抑制的動(dòng)態(tài)反饋優(yōu)化，難以實(shí)現(xiàn)信噪比的進(jìn)一步提升，在實(shí)時(shí)處理復(fù)雜音頻信號(hào)時(shí)計(jì)算成本較高，且難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境。
2、因此，本專利技術(shù)提供一種基于有源矩陣的音頻處理方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種基于有源矩陣的音頻處理方法，通過采集到的所有第一音頻信號(hào)構(gòu)建有源矩陣，分析有源矩陣，確定所有第一音頻信號(hào)的第一目標(biāo)信號(hào)和第一非目標(biāo)信號(hào)，確定第二目標(biāo)信號(hào)以及第二非目標(biāo)信號(hào)，并確定第二音頻信號(hào)，可以顯著提高音頻信號(hào)的質(zhì)量和信噪比，提升音頻處理效果，提升目標(biāo)聲源分離的精確度和抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)信號(hào)增強(qiáng)與干擾信號(hào)抑制的動(dòng)態(tài)結(jié)合，更適用于復(fù)雜聲學(xué)環(huán)境下的高質(zhì)量音頻處理應(yīng)用。
2、本專利技術(shù)提供一種基于有源矩陣的音頻處理方法，包括：
3、101：基于所有音頻輸入設(shè)備采集第一音頻信號(hào)，基于采集到的所有第一音頻信號(hào)構(gòu)建有源矩陣；
4、102：分析有源矩陣，確定所有第一音頻信號(hào)的第一目標(biāo)信號(hào)和第一非目標(biāo)信號(hào)；
5、103：對(duì)第一目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)增強(qiáng)確定第二目標(biāo)信號(hào)，對(duì)第一非目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)抑制確定第二非目標(biāo)信號(hào)；
6、104：
7、其中，基于所有音頻輸入設(shè)備采集第一音頻信號(hào)，基于采集到的所有第一音頻信號(hào)構(gòu)建有源矩陣，包括：
8、確定每個(gè)音頻輸入設(shè)備的三維坐標(biāo)以及設(shè)備標(biāo)簽，基于所有音頻輸入設(shè)備的三維坐標(biāo)以及設(shè)備標(biāo)簽確定音頻輸入陣列；
9、采集每個(gè)音頻輸入設(shè)備的第一音頻子信號(hào)并進(jìn)行預(yù)處理，基于同一時(shí)間點(diǎn)采集到的所有音頻輸入設(shè)備預(yù)處理后的第一音頻子信號(hào)確定第一音頻信號(hào)；
10、確定采樣頻率，基于采樣頻率確定第一音頻信號(hào)中所有第一音頻子信號(hào)的時(shí)間步長(zhǎng)向量，其中，時(shí)間步長(zhǎng)向量包括多個(gè)時(shí)間點(diǎn)；
11、基于第一音頻信號(hào)中每個(gè)第一音頻子信號(hào)在時(shí)間步長(zhǎng)向量中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的時(shí)域信號(hào)，確定每個(gè)第一音頻子信號(hào)對(duì)應(yīng)的音頻輸入設(shè)備的時(shí)域向量；
12、確定短時(shí)傅里葉變換的幀長(zhǎng)度以及窗函數(shù)，基于幀長(zhǎng)度以及窗函數(shù)對(duì)每個(gè)第一音頻子信號(hào)對(duì)應(yīng)的音頻輸入設(shè)備的時(shí)域向量進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換，確定每個(gè)第一音頻子信號(hào)對(duì)應(yīng)的音頻輸入設(shè)備的復(fù)數(shù)頻譜向量；
13、基于時(shí)間步長(zhǎng)向量、所有第一音頻子信號(hào)對(duì)應(yīng)的音頻輸入設(shè)備的復(fù)數(shù)頻譜向量以及所有音頻輸入設(shè)備的設(shè)備標(biāo)簽構(gòu)建有源矩陣a；其中，1，n1表示設(shè)備標(biāo)簽的數(shù)量，，n2表示時(shí)間步長(zhǎng)向量中時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量，，n3表示頻率維度的數(shù)量，表示第m個(gè)設(shè)備標(biāo)簽的音頻輸入設(shè)備在第t個(gè)時(shí)間點(diǎn)和第f個(gè)頻率維度的復(fù)數(shù)頻譜值，分別表示第m個(gè)設(shè)備標(biāo)簽的音頻輸入設(shè)備的復(fù)數(shù)頻譜向量。
14、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，分析有源矩陣，確定所有第一音頻信號(hào)的第一目標(biāo)信號(hào)和第一非目標(biāo)信號(hào)，包括：
15、基于音頻輸入陣列對(duì)有源矩陣a進(jìn)行方向性濾波，確定波束目標(biāo)信號(hào)矩陣；
16、對(duì)有源矩陣a進(jìn)行分解以及掩膜優(yōu)化確定掩膜目標(biāo)信號(hào)矩陣和掩膜非目標(biāo)信號(hào)矩陣；
17、基于波束目標(biāo)信號(hào)矩陣以及掩膜目標(biāo)信號(hào)矩陣確定綜合目標(biāo)信號(hào)矩陣；
18、其中，表示綜合目標(biāo)信號(hào)矩陣，表示波束目標(biāo)信號(hào)矩陣，表示掩膜目標(biāo)信號(hào)矩陣，表示第f個(gè)頻率維度屬于低頻維度，表示第f個(gè)頻率維度屬于高頻維度；
19、對(duì)綜合目標(biāo)信號(hào)矩陣進(jìn)行逆短時(shí)傅里葉變換，確定所有第一音頻信號(hào)的第一目標(biāo)信號(hào)；
20、對(duì)掩膜非目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行逆短時(shí)傅里葉變換，確定所有第一音頻信號(hào)的第一非目標(biāo)信號(hào)。
21、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，基于音頻輸入陣列對(duì)有源矩陣a進(jìn)行方向性濾波，確定波束目標(biāo)信號(hào)，包括：
22、基于有源矩陣a計(jì)算音頻輸入陣列中所有音頻輸入設(shè)備在每個(gè)頻率維度的空間矩陣；
23、其中，表示音頻輸入陣列中所有音頻輸入設(shè)備在第f個(gè)頻率維度上的空間矩陣，表示有源矩陣a的共軛轉(zhuǎn)置矩陣；
24、基于音頻輸入陣列中所有音頻輸入設(shè)備在所有頻率維度上的空間矩陣確定波束權(quán)重以及波束目標(biāo)信號(hào)；
25、其中，表示音頻輸入陣列中第m個(gè)設(shè)備標(biāo)簽的音頻輸入設(shè)備在頻率f上的波束權(quán)重，表示音頻輸入陣列中所有音頻輸入設(shè)備的目標(biāo)信號(hào)導(dǎo)向向量，表示有源矩陣a的共軛轉(zhuǎn)置矩陣的逆，表示目標(biāo)信號(hào)導(dǎo)向向量的共軛轉(zhuǎn)置向量。
26、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，對(duì)有源矩陣a進(jìn)行分解以及掩膜優(yōu)化確定掩膜目標(biāo)信號(hào)和掩膜非目標(biāo)信號(hào)，包括：
27、對(duì)音頻輸入陣列中所有音頻輸入設(shè)備在每個(gè)頻率維度的空間矩陣進(jìn)行特征值分解，確定每個(gè)頻率維度的空間矩陣的特征向量矩陣和對(duì)角特征值矩陣；
28、其中，，n4表示空間矩陣的特征值數(shù)量，表示空間矩陣的特征向量矩陣，表示空間矩陣的對(duì)角特征值矩陣，表示空間矩陣的特征向量矩陣的共軛轉(zhuǎn)置向量；
29、基于所有頻率維度的空間矩陣的特征向量矩陣、對(duì)角特征值矩陣以及有源矩陣a確定掩膜目標(biāo)信號(hào)和掩膜非目標(biāo)信號(hào)；
30、其中，表示掩膜非目標(biāo)信號(hào)矩陣，表示對(duì)第m個(gè)設(shè)備標(biāo)簽的音頻輸入設(shè)備在所有t個(gè)時(shí)間點(diǎn)和所有頻率維度進(jìn)行分解后的主要目標(biāo)信號(hào)分量，表示空間矩陣的特征向量矩陣中的最大特征值的特征向量，示空間矩陣的特征向量矩陣中的最大特征值的特征向量的共軛轉(zhuǎn)置。
31、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，對(duì)第一目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)增強(qiáng)確定第二目標(biāo)信號(hào)，對(duì)第一非目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行抑制確定第二非目標(biāo)信號(hào)，包括：
32、對(duì)第一目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間頻率分析，基于分析結(jié)果確定增強(qiáng)策略，基于增強(qiáng)策略對(duì)第一目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)增強(qiáng)確定第二目標(biāo)信號(hào)；
33、對(duì)第一非目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間頻率分析，基于分析結(jié)果確定抑制策略，基于抑制策略對(duì)第一非目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)抑制確定第二非目標(biāo)信號(hào)。
34、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，基于第二目標(biāo)信號(hào)以及第二非目標(biāo)信號(hào)確定第二音頻信號(hào)，包括：
35、判斷第二非目標(biāo)信號(hào)是否不影響第二目標(biāo)信號(hào)輸出，若是，基于第二目標(biāo)信號(hào)確定第二音頻信號(hào)；
36、否則，對(duì)第二目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行再次增強(qiáng)，同時(shí)，對(duì)第二非目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行再次抑制，基于第二增強(qiáng)后的第二目標(biāo)信號(hào)確定第二音頻信號(hào)。
37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的有益效果如下：
38、通過采集到的所有第一音頻信號(hào)構(gòu)建有源矩陣，分析有源矩陣，確定所有第一音頻信號(hào)的第一目標(biāo)信號(hào)和第一非目標(biāo)信號(hào)，確定第二目標(biāo)信號(hào)以及第二非目標(biāo)信號(hào)，并確定第二音頻信號(hào)，可以顯著提高音頻信號(hào)的質(zhì)量和信噪比，提升音頻處理效果，提升目本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于有源矩陣的音頻處理方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，其特征在于，分析有源矩陣，確定所有第一音頻信號(hào)的第一目標(biāo)信號(hào)和第一非目標(biāo)信號(hào)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，其特征在于，基于音頻輸入陣列對(duì)有源矩陣A進(jìn)行方向性濾波，確定波束目標(biāo)信號(hào)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，其特征在于，對(duì)有源矩陣A進(jìn)行分解以及掩膜優(yōu)化確定掩膜目標(biāo)信號(hào)和掩膜非目標(biāo)信號(hào)，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，其特征在于，對(duì)第一目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)增強(qiáng)確定第二目標(biāo)信號(hào)，對(duì)第一非目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行抑制確定第二非目標(biāo)信號(hào)，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，其特征在于，基于第二目標(biāo)信號(hào)以及第二非目標(biāo)信號(hào)確定第二音頻信號(hào)，包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于有源矩陣的音頻處理方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，其特征在于，分析有源矩陣，確定所有第一音頻信號(hào)的第一目標(biāo)信號(hào)和第一非目標(biāo)信號(hào)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于有源矩陣的音頻處理方法，其特征在于，基于音頻輸入陣列對(duì)有源矩陣a進(jìn)行方向性濾波，確定波束目標(biāo)信號(hào)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于有源矩陣的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李成明，石超，楊少延，劉祥林，崔草香，朱瑞平，聶建林，郭柏君，陳兆顯，李曉東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)鯨科技廣東橫琴粵澳深度合作區(qū)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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