[发明专利]语音增强方法、装置、设备及可读存储介质

权利要求书

1.一种语音增强方法，其特征在于，所述方法包括：

基于当前声学场景确定前置固定波束滤波器组；

获取麦克风阵列在所述声学场景采集的原始多通道音频信号；

利用所述前置固定波束滤波器组对所述原始多通道音频信号进行波束形成处理，得到波束形成信号；

基于所述前置固定波束滤波器组，以及所述波束形成信号，计算后置滤波器的增益系数；

利用所述后置滤波器的增益系数，对所述波束形成信号进行增强处理，得到增强后的语音信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于当前声学场景确定前置固定波束滤波器组，包括：

基于所述声学场景，确定所述前置固定波束滤波器的波束模式、所述前置固定波束滤波器组的波束数量，以及，所述前置固定波束滤波器组的波束空间排布和主瓣指向；

基于所述前置固定波束滤波器的波束模式、所述前置固定波束滤波器组的波束数量，以及，所述前置固定波束滤波器组的波束空间排布和主瓣指向，确定所述前置固定波束滤波器组。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述声学场景，确定所述前置固定波束滤波器组的波束数量，包括：

根据所述声学场景包含的声源个数，确定相干函数矩阵方程组的未知量个数；

根据所述函数矩阵方程组的未知量个数，确定所述前置固定波束滤波器组的波束数量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述前置固定波束滤波器组，以及所述波束形成信号，计算后置滤波器的增益系数，包括：

获取所述前置固定波束滤波器组的波束空间排布和主瓣指向、所述前置固定波束滤波器组的系数矩阵；

确定所述波束形成信号的自协方差矩阵；

基于所述前置固定波束滤波器组的波束空间排布和主瓣指向、所述前置固定波束滤波器组的系数矩阵，以及，所述波束形成信号的自协方差矩阵，估计所述声学场景中包含的声源的功率；

基于所述声学场景中包含的声源的功率，计算得到所述后置滤波器的增益系数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述前置固定波束滤波器组的波束空间排布和主瓣指向、所述前置固定波束滤波器组的系数矩阵，以及，所述波束形成信号的自协方差矩阵，估计所述声学场景中包含的声源的功率，包括：

基于所述前置固定波束滤波器组的波束空间排布和主瓣指向、所述前置固定波束滤波器组的系数矩阵，以及，所述波束形成信号的自协方差矩阵，确定所述相干函数矩阵方程组的具体表达式；

计算所述相干函数矩阵方程组的最小二乘解，得到所述声学场景中包含的声源的功率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述前置固定波束滤波器组的波束空间排布和主瓣指向、所述前置固定波束滤波器组的系数矩阵，以及，所述波束形成信号的自协方差矩阵，确定所述相干函数矩阵方程组的具体表达式，包括：

基于所述前置固定波束滤波器组的波束空间排布和主瓣指向，以及，所述前置固定波束滤波器组的系数矩阵，计算所述声学场景中各个点声源的波束后协方差矩阵、所述声学场景中扩散噪声的波束后协方差矩阵和所述声学场景中白噪声的波束后协方差矩阵；

基于所述声学场景中各个点声源的波束后协方差矩阵、所述声学场景中扩散噪声的波束后协方差矩阵、所述声学场景中白噪声的波束后协方差矩阵，以及，所述波束形成信号的自协方差矩阵，确定所述相干函数矩阵方程组的具体表达式。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述前置固定波束滤波器组的波束空间排布和主瓣指向，以及，所述前置固定波束滤波器组的系数矩阵，计算所述声学场景中各个点声源的波束后协方差矩阵，包括：

基于所述前置固定波束滤波器组的波束空间排布和主瓣指向，确定所述声学场景中各个点声源的方位；

针对所述声学场景中每个点声源，根据所述点声源的方位计算所述点声源的直接导向矢量，将所述点声源的直接导向矢量与所述前置固定波束滤波器组的系数矩阵进行矩阵乘，得到所述点声源的波束后导向矢量，对所述点声源的波束后导向矢量求自协方差，得到所述点声源的波束后协方差矩阵。