Адаптивное выделение сигналов с помощью решёток микрофонов на фоне набора источников интенсивных помех

Рассмотрена задача выделения звукового сигнала отдельного источника при наличии совокупности пространственно разделённых источников при приёме с помощью решётки микрофонов. При этом считается, что источник выделяемого сигнала находится в заранее известной ограниченной области пространства. Такая задача имеет практическое значение, например для прослушивания речи в местах большого скопления людей, для выделения сигналов отдельных источников в задачах акустической диагностики различных механических систем и др. Для её решения независимо для каждой узкой полосы принимаемого сигнала предложен адаптивный алгоритм пространственной обработки, основанный на использовании модели помехи в виде набора источников с произвольными неизвестными векторами направлений. Достоинством предложенного метода является его устойчивость по отношению к несоответствиям используемой модели реальным условиям. Такого рода устойчивость достигается без привлечения каких-либо априорных сведений о характере ошибок в используемой модели. В работе приводятся результаты выделения речевого сигнала с использованием численного моделирования и данных эксперимента для сценариев, включающих наличие мощных источников помехи, а также ошибок в задании вектора направлений. Полученные результаты демонстрируют более высокую эффективность применения предложенного метода в реальных условиях по сравнению с другими известными методами.

На английском языке
Adaptive Extraction of Signals using Microphone Arrays against a Set of the Intense-Interference SourcesIvanenkov A.S., Rodionov A.A.
Ivanenkov A.S.
Rodionov A.A.

We consider the problem of extracting an acoustic signal of an individual source in the presence of a set of the spatially separated sources when reception is performed using the microphone array. In this case, it is assumed that the extracted-signal source is located in the preliminary known limited spatial domain. Such a problem is of applied value, e.g., for estimating speech in crowded areas, extracting signals from individual sources in the problems of acoustic diagnostics of various mechanical systems, etc. An adaptive spatial-processing algorithm, which is based on using the interference model in the form of a set of sources with arbitrary unknown direction vectors is proposed to independently solve the above-mentioned problem for each narrow band of the received signal. The advantage of the proposed method is its robustness to the model inconsistency under real environment. Such a robustness is reached without using a priori data on the character of the errors in the used model. We show the results of the speech-signal extraction using numerical simulation and the experimental data for the scenarios, which involve the presence of the high-power interference sources, as well as the errors when specifying the direction vector. The obtained results demonstrate the higher efficiency of using the proposed method under the actual conditions compared with other available techniques.