技术摘要：
本发明公开了一种单通道语音去混响方法及装置，方法包括：获取单个麦克风在室内采集的语音信号；对语音信号进行分帧加窗以及短时傅里叶变换处理，得到频域语音信号；将频域语音信号输入设置有预设初始参数的滤波器，采用基于二分坐标下降法的递归最小二乘法，将频域语  全部
背景技术：
室内麦克风接收语音信号存在混响，导致后端语音识别性能下降，现有技术中采 用最小二乘法进行去混响，可以提高对语音信号的识别准确率。但是该最小二乘法的计算 量大，复杂度高，一般需要O(K2)级乘法和O(K2)级加法，其中K为滤波器阶数，处理语音时间 较长，降低了前端语音处理效率。
技术实现要素：
本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的第 一个目的在于提出一种单通道语音去混响方法，可以降低计算量及计算复杂度，缩短处理 语音信号时长，提高了对前端语音信号的处理效率。 本发明的第二个目的在于提出一种单通道语音去混响装置。 为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种单通道语音去混响方法，包 括： 获取单个麦克风在室内采集的语音信号； 对所述语音信号进行分帧加窗以及短时傅里叶变换处理，得到频域语音信号； 将所述频域语音信号输入设置有预设初始参数的滤波器，采用基于二分坐标下降 法的递归最小二乘法，将所述频域语音信号分成多个频带信号； 根据所述多个频带信号计算得到更新后的滤波器系数，根据更新后的滤波器系数 对多个频带信号进行滤波，得到去混响后的频域语音信号。 根据本发明第一方面实施例提出的一种单通道语音去混响方法，二分坐标下降法 在迭代过程中只使用加法，不使用乘法，可以降低对语音信号处理时的计算量及计算复杂 度，缩短处理语音信号时长，提高了对前端语音信号的处理效率。最小二乘法的计算量大， 复杂度高，一般需要O(K2)级乘法和O(K2)级加法，其中K为滤波器阶数，通过二分坐标下降法 可以将计算复杂度降低为3K，同时设置预设初始参数，在保证去混响方法性能的情况下，提 高算法处理效率。 根据本发明的一些实施例，所述根据所述多个频带信号计算得到更新后的滤波器 系数，包括： 计算各个所述频带信号的协方差矩阵和相关向量初值； 根据协方差矩阵和相关向量的初值对相关向量做二分坐标下降迭代，得到滤波器 系数的更新量； 根据所述滤波器系数的更新量计算得到更新后的滤波器系数。 根据本发明的一些实施例，在得到去混响后的频域语音信号后，还包括：对所述去 混响后的频域语音信号进行傅里叶逆变换，得到时域语音信号以便进行语音识别。 5 CN 111599374 A 说　明　书 2/9 页 根据本发明的一些实施例，所述预设初始参数包括： 其中，Mb为滤波器系数更新量的元素二进制表示的预设比特数，[-H,H]为二进制 表示的幅度范围，Nu为成功迭代的最大次数，K为滤波器阶数。 根据本发明的一些实施例，所述计算各个所述频带信号的协方差矩阵和相关向量 初值，算法如下： 对所述语音信号进行分帧加窗以及短时傅里叶变换处理，得到若干帧频域语音信 号，帧长为32ms，帧移为16ms，其中第t帧、第k个频点的信号为y(t,k)； 根据线性预测理论计算去混响后的频域语音信号的先验值： e(t,k)＝conj(y(t,k))-YH(t-Δ,k)G(t-1,k)                           (1) 其中，e(t,k)为第t帧、第k个频点的去混响后的频域语音信号的先验值，G(t-1,k) 为第t-1帧、第k个频点的滤波器系数，Y(t,k)＝[y(t,k) ,…,y(t-K 1,k)]T，Δ＞0为延时保 护，YH为矩阵或向量的共轭转置，conj( )为复数的共轭变换； 计算第t帧、第k个频点信号功率λt,k： λ 2t,k＝|e(t,k)|                                                   (2) 计算协方差矩阵为: 其中，R(t,k)为第t帧、第k个频点的协方差矩阵，γ为遗忘因子，R(t-1,k)为第t-1 帧、第k个频点的协方差矩阵； 计算每一帧相关向量初值为： 其中，β0(t,k)为第t帧、第k个频点的相关向量初值，r(t-1,k)为第t-1帧、第k个频 点的相关向量。 根据本发明的一些实施例，在计算所述滤波器系数的更新量时，设置内循环最大 次数WM＝2。 根据本发明的一些实施例，利用二分坐标下降法计算滤波器系数的更新量Gup(t, k)，具体迭代流程为： 初始化迭代参数：Gup(t,k)＝0M×1，r(t,k)＝β0(t,k)，α＝H，q＝0 其中，α为步长，用于控制滤波器的更新量，q为计算滤波器的更新量的变化次数， 用来控制算法的复杂度； 6 CN 111599374 A 说　明　书 3/9 页 其中，rn(t,k)为r(t,k)的第n行，Rn,n(t,k)为R(t,k)的第n行第n列，Gup(n)(t,k)为 G (t,k)的第n行，R(n)up (t,k)为R(t,k)的第n列，flag用于标记，控制算法的走向。 根据本发明的一些实施例，所述根据所述滤波器系数的更新量计算得到更新滤波 器系数G(t,k)为： G(t,k)＝G(t-1,k) Gup(t,k)                                         (7) 根据本发明的一些实施例，所述根据更新后的滤波器系数对多个频带信号进行滤 波， 得到第t帧、第k个频点去混响后的频域信号x(t,k)为： x(t,k)＝y(t,k)-GH(t,k)Y(t-Δ,k)                                  (8) 为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种单通道语音去混响装置，包 括： 第一获取模块，用于获取单个麦克风在室内采集的语音信号； 第一语音信号处理模块，用于对所述语音信号进行分帧加窗以及短时傅里叶变换 处理，得到频域语音信号； 第二语音信号处理模块，用于将所述频域语音信号输入设置有预设初始参数的滤 波器，采用基于二分坐标下降法的递归最小二乘法,将所述频域语音信号分成多个频带信 号； 计算模块用于： 计算各个所述频带信号的协方差矩阵和相关向量初值； 根据协方差矩阵和相关向量的初值对相关向量做二分坐标下降迭代，得到滤波器 系数的更新量； 7 CN 111599374 A 说　明　书 4/9 页 根据所述滤波器系数的更新量计算得到更新后的滤波器系数； 第三语音信号处理模块，用于根据更新后的滤波器系数对多个频带信号进行滤 波，得到去混响后的频域语音信号。 根据本发明第二方面实施例提出的一种单通道语音去混响装置，二分坐标下降法 在迭代过程中只使用加法，不使用乘法，可以降低对语音信号处理时的计算量及计算复杂 度，缩短处理语音信号时长，提高了对前端语音信号的处理效率。最小二乘法的计算量大， 复杂度高，一般需要O(K2)级乘法和O(K2)级加法，其中K为滤波器阶数，通过二分坐标下降法 可以将计算复杂度降低为3K，同时设置预设初始参数，在保证去混响方法性能的情况下，提 高算法处理效率。 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明 书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中： 图1是根据本发明一个实施例的一种单通道语音去混响方法的流程图； 图2是根据本发明又一个实施例的一种单通道语音去混响方法的流程图； 图3是根据本发明一个实施例的一种单通道语音去混响装置的框图； 图4是根据本发明又一个实施例的一种单通道语音去混响装置的框图； 图5是根据本发明一个实施例的计算更新后的滤波器系数的流程图。