10、音频处理技术：麦克风阵列波束形成、音频源分离与到达方向估计

音频处理技术：麦克风阵列波束形成、音频源分离与到达方向估计

1. 麦克风阵列声学波束形成

在干扰主导的嘈杂环境中，麦克风阵列波束形成技术对于提取所需语音信号非常有用。例如在交易室环境中，交易电脑需接收交易员语音指令时，波束形成操作对提高接收语音质量和实现预期的语音识别精度至关重要。

1.1 定义均匀线性阵列

首先，定义一个均匀线性阵列（ULA）来接收信号。该阵列包含 10 个全向元素（麦克风），间距为 5 厘米。由于示例中使用的信号采样频率为 8 kHz，因此将感兴趣的频率范围上限设置为 4 kHz。

microphone = ...
    phased.OmnidirectionalMicrophoneElement('FrequencyRange',[20 4000]);
Nele = 10;
ula = phased.ULA(Nele,0.05,'Element',microphone);
c = 340;  % speed of sound, in m/s

1.2 模拟接收信号

接下来，模拟麦克风阵列接收到的多通道信号。使用两个语音信号作为感兴趣的音频，一段笑声音频作为干扰。音频信号的采样频率为 8 kHz。由于音频信号通常较大，将信号以流式方式读取和处理，即输入时将信号分成小块，处理每个块，然后在输出时将它们组合起来。

fs = 8000;
ang_dft = [-30; 0];
ang_cleanspeech = [-10; 10];
an