[发明专利]语音增强方法/系统、计算机可读存储介质及电子设备

权利要求书

1.一种语音增强方法，其特征在于，应用于电子设备，在所述电子设备内设置麦克风阵列；所述语音增强方法包括以下步骤：

步骤一，对所述麦克风阵列的输入信号进行短时傅里叶变换形成频域输入信号；

步骤二，在保证所述麦克风阵列在期望方向上信号不失真的约束条件下，生成一优化的超增益波束形成器，以通过所述超增益波束形成器处理所述频域输入信号，以形成超增益波束处理输出信号；

步骤三，在预存的延迟相加波束形成器对所述频域输入信号的处理，而形成的延迟相加波束处理输出信号的基础上，对所述超增益波束处理输出信号进行低频白噪声增益修正，以确定低频白噪声增益修正结果是所述超增益波束处理输出信号，还是所述延迟相加波束处理输出信号；所述步骤三包括：从所述超增益波束处理输出信号和所述延迟相加波束处理输出信号中选出频率低于预设低频限的各频点；计算从所述超增益波束处理输出信号选出的频点的频点能量，和从所述延迟相加波束处理输出信号选出的频点的频点能量；将从所述超增益波束处理输出信号选出的频点的频点能量与从所述延迟相加波束处理输出信号选出的频点的频点能量进行比较，若所述超增益波束处理输出信号选出的频点的频点能量大于从所述延迟相加波束处理输出信号选出的频点的频点能量，则判定该频点处为非相干噪声占主体，确定低频白噪声增益修正结果为所述延迟相加波束处理输出信号；若所述超增益波束处理输出信号选出的频点的频点能量小于等于从所述延迟相加波束处理输出信号选出的频点的频点能量，则判定该频点处为语音干扰占主体，确定低频白噪声增益修正结果为所述超增益波束处理输出信号；

步骤四，对所述低频白噪声增益修正结果进行低频降噪补偿，以输出低频降噪补偿后的频域信号；所述步骤四包括：统计所述低频白噪声增益修正结果中高频段内的能量，及延迟相加波束处理输出信号中高频段内的能量，并将两者进行能量比较；若所述低频白噪声增益修正结果中高频段内的能量大于等于延迟相加波束处理输出信号中高频段内的能量，则表示无需进行低频降噪补偿，直接输出低频白噪声增益修正结果；若所述低频白噪声增益修正结果中高频段内的能量小于延迟相加波束处理输出信号中高频段内的能量，则继续进行低频降噪补偿，以输出低频降噪补偿后的频域信号。

2.根据权利要求1所述的语音增强方法，其特征在于：所述步骤二中生成超增益波束形成器的步骤包括：

根据麦克风阵列的几何结构，构造各向同性噪声的归一化自相关矩阵；

在所述归一化自相关矩阵中加入对角加载因子，以通过所述对角加载因子控制白噪声增益；

在保证所述麦克风阵列在期望方向信号不失真的约束条件下，根据最小化的输出功率，以生成优化的超增益波束形成器。

3.根据权利要求2所述的语音增强方法，其特征在于：保证所述麦克风阵列在期望方向上信号不失真的约束条件是指未加入所述对角加载因子的超增益波束形成器的共轭转置与麦克风阵列在期望方向上的响应向量的点乘等于1。

4.根据权利要求1所述的语音增强方法，其特征在于：对所述低频白噪声增益修正结果进行低频降噪补偿的步骤包括：

统计所述频域输入信号中高频内的能量；

从所述超增益波束处理输出信号选出干扰性能下降一性能阈值的频率点，以作为低频降噪补偿的最高频率点；

计算中高频综合降噪因子和中高频降干扰因子；

根据所述中高频综合降噪因子和中高频降干扰因子，计算低频降噪补偿增益；

基于所述低频降噪补偿增益，对所述超增益波束处理输出信号中的不同频点进行补偿增益计算，以获取各频点的补偿增益；

根据所获取的各频点的补偿增益处理所述低频白噪声增益修正结果，以获取低频降噪补偿后频域信号，予以输出。