While current deep learning (DL)-based beamforming techniques have been proved effective in speech separation, they are often designed to process narrow-band (NB) frequencies independently which results in higher computational costs and inference times, making them unsuitable for real-world use. In this paper, we propose DL-based mel-subband spatio-temporal beamformer to perform speech separation in a car environment with reduced computation cost and inference time. As opposed to conventional subband (SB) approaches, our framework uses a mel-scale based subband selection strategy which ensures a fine-grained processing for lower frequencies where most speech formant structure is present, and coarse-grained processing for higher frequencies. In a recursive way, robust frame-level beamforming weights are determined for each speaker location/zone in a car from the estimated subband speech and noise covariance matrices. Furthermore, proposed framework also estimates and suppresses any echoes from the loudspeaker(s) by using the echo reference signals. We compare the performance of our proposed framework to several NB, SB, and full-band (FB) processing techniques in terms of speech quality and recognition metrics. Based on experimental evaluations on simulated and real-world recordings, we find that our proposed framework achieves better separation performance over all SB and FB approaches and achieves performance closer to NB processing techniques while requiring lower computing cost.


翻译:虽然事实证明,目前基于深度学习(DL)的波束成形技术在语音分离方面已证明是有效的,但通常设计这些技术是为了独立处理窄带频率,导致计算成本和推断时间较高,从而使这些频率不适于实际使用。在本文中,我们提议DL基于Mel-subbbandspatio-时空光束在汽车环境中进行语音分离,减少计算成本和推论时间。与传统的亚带(SB)方法相反,我们的框架使用基于多边规模的亚带选择战略,确保在大多数语音成型结构存在的地方对低频率进行精细加分处理,使这些频率不适于实际使用,使这些频率不适于进行粗微的处理。我们提议的框架为每个演讲人确定了坚实的框架级比重,从估计的亚带话和噪音变异矩阵中进行语音分离。此外,我们提出的框架还使用回音参考信号,对低频带选择,确保低频频率(大多数语音成型结构都存在,而粗色的处理时间更精确的频率处理过程,我们把拟议框架的成绩与更精确的SB质量和全域B系统都用于实现真正的语音分析,我们在SB系统上实现更精确的成绩评估。

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