4、多通道语音增强波束形成器技术解析

多通道语音增强波束形成器技术解析

1. 引言

在语音处理领域，多通道语音增强技术对于提高语音质量和识别性能至关重要。波束形成器是其中的关键技术之一，它可以通过对多个麦克风信号进行处理，有效地减少噪声干扰，增强目标语音信号。本文将详细介绍几种常见的波束形成器类型，包括延迟求和（DS）波束形成器、最小方差无失真响应（MVDR）波束形成器、最大信噪比（max - SNR）波束形成器和多通道维纳滤波器（MCWF），并探讨它们的滤波器表达式、特点以及参数估计方法。

2. 波束形成器基础

在短时傅里叶变换（STFT）域中，目标语音信号的估计可以表示为：
[
\hat{X}(t, f) = \sum_{j = 1}^{J} W_{j}^{*}(f)Y_{j}(t, f) = \mathbf{w} {f}^{H}\mathbf{y} {t,f} = \mathbf{w} {f}^{H}\mathbf{o} {t,f} + \mathbf{w} {f}^{H}\mathbf{u} {t,f}
]
其中，(\mathbf{w} {f} = [W {1}(f), \cdots, W_{J}(f)]^{T}) 是包含波束形成滤波器系数的向量，(\mathbf{y} {t,f}) 是麦克风信号向量，(\mathbf{o} {t,f}) 是源图像向量，(\mathbf{u} {t,f}) 是噪声向量。通常，波束形成器的滤波器 (\mathbf{w} {f}) 通过假设 STFT 分析帧内可以覆盖早期反射，并且后期混响与目标语音不相关，