基于图的时差到达估计中的增量平均方法
音频与语音处理
2025-07-28 v3 信号处理
摘要
基于时差到达时间(TDOA)估计语音源位置时，常受背景噪声和回声的影响。一种流行的方法是通过最大化广义交叉关联相位变换(GCC-PHAT)函数来估计两个麦克风对之间的 TDOA。由于不同麦克风对之间的 TDOA 满足一致性关系，通常仅使用小部分麦克风对用于源位置估计。虽然麦克风对的集合通常基于参考麦克风确定，但最近提出的一种更稳健的方法是通过计算 GCC-PHAT 函数可靠性信号图的最小生成树(MST)来确定麦克风对的集合。为了减少噪声和回声对 TDOA 估计精度的影响，本文提出一种方法，通过增量方法对多个交叉功率谱密度(CPSD)的平均值来计算 MST 基于 GCC-PHAT 的函数。在该方法的每个步骤中，我们通过考虑来自前一步通过其他麦克风计算的 CPSD 来增加我们平均的 CPSD 数量。使用在噪声和回声实验室中记录的信号和分布在空间的麦克风阵列，该方法的性能以 TDOA 估计误差和 2D 源位置估计误差为标准进行评估。实验结果显示，对于不同的源和麦克风配置以及三种回声条件，考虑多个 CPSD 的本方法相对于基于参考麦克风和 MST 基于单一 CPSD 的方法以及基于驾驶响应功率的源位置估计，提高了 TDOA 估计和源位置估计精度。
引用
@article{arxiv.2507.07087,
title = {Incremental Averaging Method to Improve Graph-Based Time-Difference-of-Arrival Estimation},
author = {Klaus Brümann and Kouei Yamaoka and Nobutaka Ono and Simon Doclo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.07087},
year = {2025}
}
备注
This paper was accepted for presentation at the IEEE Workshop on Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics (WASPAA) 2025