基于拉格朗日插值的電子耳蝸分數延遲和參數失配分析

張春曉，陳又圣，黃鴻展

深圳信息職業技術學院，廣東深圳518000

前言

目前電子耳蝸在干擾噪聲環境下的識別率仍然不高，提高前端信號采集的信噪比是提高言語識別率的重要途徑之一。在電子耳蝸實際使用中，目標信號與干擾噪聲往往方位不一致，例如面對面交流和打電話交流過程中的干擾噪聲主要來自其他方位，來自正向方位的語音信號是常見使用場景中的目標信號［1］。麥克風陣列波束形成的方法由于增加了空間方位的信息，在近年來被應用于電子耳蝸前端語音增強中［2-5］。在基于麥克風陣列的語音增強方法中，延遲波束形成技術由于實現簡單和計算量少等特點被目前電子耳蝸領域的前端信號采集和語音增強算法研究所采用［6-9］。

延遲波束形成方法中的延遲系數是決定波束指向類型的重要參數［10-11］，但在電子耳蝸小尺寸間距及語音采樣率條件下，延遲具體數值往往不是整數，由此產生了分數延遲參數的實現及信號插值的問題［12］。就本質而言，分數延遲是在已有的信號采集點之間插值形成新的信號序列作為估計的延遲信號，并進一步用于語音增強算法中。

插值可以大體分為有限長單位沖激響應濾波器（Finite Impulse Response,FIR）和無限脈沖響應數字濾波器（Infinite Impulse Response,IIR）方法兩大類，其中，拉格朗日插值方法由于其算法簡單，易于率先實現等特點在很多領域應用較廣［13-16］。由于尺寸限制及功耗要求，電子耳蝸對信號處理的實時性有較高要求，本文使用拉格朗日插值方法來實現電子耳蝸波束形成中的分數延遲，并探討該插值方法的參數特征和失配特性。……