CN103093758A - 电子装置及其语音信号的接收方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子装置及其语音的接收方法。其中的电子装置包括多个语音接收器、语音变化检测器、信号通道切换器以及噪声消除器。语音接收器用以接收多个语音信号。语音变化检测器用以接收并检测语音信号，并获得语音信号中的主要语音信号。信号通道切换器依据语音变化检测器的检测结果，使主要语音信号传向语音传送通道，并使语音中非主要语音信号的多个其他语音信号传向噪声传送通道。噪声消除器依据噪声传送通道的其他语音信号来消除语音传送通道中的主要语音信号的噪声。

Description

电子装置及其语音信号的接收方法
技术领域
本发明涉及一种用以接收语音信号的电子装置，且特别涉及一种通信装置具备有可接收语音信号的电子装置。
背景技术
请参照图1，图1绘示已知的语音接收装置100的示意图。已知的语音接收装置100包括两个麦克风111及112、语音变化检测器(voice activitydetector，VAD)120以及噪声消除器130。
在已知的语音接收装置100中，麦克风111被设定为接收主要语音的麦克风，而麦克风112则被设定为接收非主要语音的麦克风。麦克风111及112并分别耦接至语音变化检测器120以及噪声消除器130。语音变化检测器120则由麦克风111及112接收语音，并将麦克风111所接收的语音以语音信号的方式通过语音传送通道MT传送至噪声消除器130。同时，语音变化检测器120将由麦克风112所提供的语音信号通过噪声传送通道NT传送至噪声消除器130。噪声消除器130则依据由噪声传送通道NT传至的语音信号来消除由语音传送通道MT传至的语音信号的噪声部分，以获得较清楚的语音信号。
然而，在实际的应用中，不见得麦克风111所接收到的必然是主要语音信号。在多人的会议中，接收主要语音信号的麦克风是动态在改变的。因此，在应用已知的语音接收装置100时，需要不时地由使用者来调整主要麦克风111的位置，才可以获得较清楚的语音信号。在使用上是相当不方便的。
发明内容
本发明提供一种电子装置，适应性的检测出多个语音信号中的主要语音信号及非主要语音信号，并有效降低语音信号的噪声。
本发明还提供一种电子装置，适应性的检测出多个语音信号中的主要语音信号及非主要语音信号，并有效降低语音信号的噪声。
本发明提出一种电子装置，包括多个语音接收器、语音变化检测器、信号通道切换器以及噪声消除器。语音接收器，用以接收多个语音，并将语音转换成语音信号。语音变化检测器耦接语音接收器，用以接收并检测语音信号，并获得语音信号中的主要语音信号。信号通道切换器耦接语音接收器及语音变化检测器，依据语音变化检测器的检测结果，使主要语音信号传向语音传送通道，并使语音信号中非主要语音信号的多个其他语音信号传向噪声传送通道。噪声消除器耦接语音传送通道以及噪声传送通道，并依据噪声传送通道的其他语音信号来减低语音传送通道中的主要语音信号的噪声。
在本发明一实施例中，上述的语音变化检测器依据各语音信号的特征函数来判别各语音是否为主要语音信号。
在本发明一实施例中，上述的语音变化检测器针对语音信号设定多个识别编号，语音变化检测器并依据主要语音信号的识别编号来产生指示信号。
在本发明一实施例中，上述的信号通道切换器接收指示信号，使识别编号等于指示信号的主要语音信号传送至语音传送通道，并使识别编号不等于指示信号的语音信号传送至噪声传送通道。
在本发明一实施例中，上述的噪声消除器为处理器，用以执行噪声消除算法，来依据噪声传送通道的其他语音信号来消减低语音传送通道中的主要语音信号的噪声。
本发明另提出一种电子装置，包括语音接收装置。语音接收装置上配置多个语音接收器以接收多个语音，并将语音转换成多个语音信号，其中，语音接收装置包括语音变化检测器、信号通道切换器以及噪声消除器。语音变化检测器耦接语音接收器，接收并检测语音信号，并获知语音信号中的主要语音信号。信号通道切换器耦接语音接收器及语音变化检测器，用以依据语音变化检测器的检测结果，使主要语音信号传向语音传送通道，并使语音中非主要语音信号的多个其他语音信号传向噪声传送通道。噪声消除器耦接语音传送通道以及噪声传送通道，并依据噪声传送通道的其他语音信号来减低语音传送通道中的主要语音信号的噪声。
本发明还提出一种语音的处理方法，包括：接收多个语音，并将语音转换成语音信号；通过检测语音信号，并获得语音信号中的主要语音信号；以及，将主要语音信号传向语音传送通道，并将语音信号中非主要语音信号的多个其他语音信号传向噪声传送通道；并且，依据噪声传送通道的其他语音信号来减低语音传送通道中的主要语音信号的噪声。
基于上述，本发明通过动态的检测多个语音信号，来藉以侦知其中的主要语音信号。并利用主要语音信号与其他的非主要语音信号进行噪声减低的动作，以获得低噪声的高质量的语音信号。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1绘示已知的语音接收装置100的示意图。
图2绘示本发明的一实施例的电子装置200的示意图。
图3绘示语音的频谱图。
图4绘示本发明一实施例的通信装置400的示意图。
图5绘示本发明一实施例的语音的处理方法的流程图。
【主要元件符号说明】
100：语音接收装置
200、420：电子装置
111、112：麦克风
120、220：语音变化检测器
130、240：噪声消除器
211～21N、411～414：语音接器
230：信号通道切换器
400：通信装置
MT：语音传送通道
NT：噪声传送通道
C1～C4：端点
S510～S540：语音的处理方法的步骤
具体实施方式
请参照图2，图2绘示本发明的一实施例的电子装置200的示意图。电子装置200包括多个语音接收器211～21N、语音变化检测器220、信号通道切换器230以及噪声消除器240。语音接收器211～21N配置在语音接收装置200上，用以接收来自多个不同方向的多个语音，并将所接收到语音转换成语音信号。
语音变化检测器220则耦接语音接收器211～21N，并接收语音接收器211～21N所传送的语音信号。此外，语音变化检测器220还针对这些语音信号进行检测，并获得语音接收器211～21N所接收的语音信号中，何者为主要语音信号。
以下请同步参照图2以及图3，其中图3绘示语音的频谱图。语音变化检测器220接收由语音接收器211～21N所提供的多个语音信号，并分别通过检测各语音信号的频谱的特征函数来判断各语音信号是否为主要语音信号。其中，以图3绘示的频谱图为例，语音信号的频谱中对应不同的频率具有多个端点C1～C4。语音变化检测器220可以通过检测各语音信号的端点C1～C4的数量，来获知各语音信号是否为最接近人声的语音信号，也就是主要语音信号。
语音变化检测器220是通过一种语音变化检测的算法来进行语音信号的针测动作。这种语音变化检测的算法有可称为端点检测法(endpoint detection)。语音变化检测器220则可以依据所检测的语音信号中如上述的特征函数(如频谱中的端点)来进行检测，常见的语音信号变化检测的算法包括低频带频谱强度(low-frequency spectral magnitude，LFSM)、全频带频谱强度(full-bandspectral magnitude，FBSM)、累积量化频谱(cumulative quantizedspectrum，CQS)、以及高通对数能量(high-pass log-energy，HPLE)等。
附带一提的是，语音变化检测器220可以针对所接收的语音信号进行识别编号的设定，例如针对语音接收器211～21N所接收的语音设定1～N的识别编号。如果语音变化检测器220检测出例如语音接收器215所接收的语音为主要语音，则语音变化检测器220依据语音接收器215的语音的识别编号5来产生指示信号。简单来说，指示信号可以是5的数字格式码，也就是“0101”。
请重新参照图2，信号通道切换器230耦接语音接收器211～21N及语音变化检测器220。信号通道切换器230依据语音变化检测器220的检测结果，使语音接收器211～21N所提供的语音信号中的主要语音信号传向语音传送通道MT。并且，信号通道切换器230还使语音接收器211～21N所提供的语音信号中非主要语音信号的多个其他语音信号传向噪声传送通道NT。延续上述语音变化检测器220的例子，当信号通道切换器230接收到语音变化检测器220所传送的“0101”的指示信号，就可以获知识别编号5的语音信号为主要语音信号。据此，信号通道切换器230就可以将识别编号等于5的语音信号传送至语音传送通道MT，并将识别编号不等于5的语音信号传送至噪声传送通道NT。
噪声消除器240耦接语音传送通道MT以及噪声传送通道NT，并由语音传送通道MT以及噪声传送通道NT来接收主要语音信号以及非主要语音信号。请特别注意，在语音信号的辨识中，影响语音辨识结果的因素很多。其中的重要因素为环境中所包含的加性噪声(additive noise)、卷积性(又称之为折积性)噪声(convolutional noise)以及语音传送的频宽限制(bandwidth limitation)等因素。其中，加性噪声也可说是背景噪声，这是因为语音接收装置所处在的环境所可能产生的声音，都被加成到语音信号之中，并造成语音信号辨识的困难。卷积性噪声也称为通道噪声或是通道失真，主要是因为语音接收器211～21N(例如麦克风)的不同、其所使用的传输线材的遮蔽效应不好而受外在电磁波影响所造成的。
因此，噪声消除器240可以依据由噪声传送通道NT所接收到的一个或多个的非主要语音信号，来做为此环境所产生的噪声信息的数据库。噪声消除器240并可以依据这个噪声信息的数据库来针对主语音信号中的噪声进行消除的动作，更能达到依据不同的使用环境以及硬件的操作状态及限制，来提升减低主语音信号中的噪声的能力。
在本实施中，噪声消除器240可以直接利用硬件电路来建构，或也可以利用具有运算能力的处理器来执行噪声消除器算法的软件程序来执行噪声减低的动作。
以下请参照图4，图4绘示本发明一实施例的通信装置400的示意图。通信装置400的电子装置包括语音接收装置420，且语音接收装置420配置多个语音接收器411～414以接收多个语音，并将语音转换成多个语音信号。在本实施例中，语音接收器411～414分别配置在通信装置400的四个侧边，并藉以接收来自于不同方向的多个语音。简单来说，当接近语音接收器411的与会者发表言论时，语音接收装置420可以判断出语音接收器411所提供的语音信号为主要语音信号，而语音接收器412～413所接收的非主要语音可能是会议环境的杂音或是通信装置400中的各元件的相互干扰所产生的杂音等各项因素的至少其中之一。据此，语音接收装置420可以依据语音接收器412～413所接收的非主要语音信号来做为噪声的判断基础，并藉以有效减低主要语音信号中的噪声，提升语音信号的质量。
以下请参照图5，图5绘示本发明一实施例的语音的处理方法的流程图。其中的步骤包括：首先，接收多个语音，并将语音转换成语音信号(S510)。接着，检测语音信号，并获得语音信号中的主要语音信号(S520)。然后，将主要语音信号传向语音传送通道，并将语音信号中非主要语音信号的多个其他语音信号传向噪声传送通道(S530)。再依据噪声传送通道的其他语音信号来减低语音传送通道中的主要语音信号的噪声(S540)。关于本发明实施例的语音处理的动作细节，在前述的实施例中已有详细的说明，以下不多赘述。
综上所述，本发明通过针对多个语音接收器所获得的语音信号进行判断，并藉以获得其中的主要语音信号及非主要语音信号。再通过依据非主要语音信号所进行的主要语音信号的噪声消除动作，来提升主要语音信号的质量。由于语音接收器中的主要语音接收器是动态调整的，因此，语音接收装置420并不需要针对使用者的位置来进行调整，不但兼顾了使用上的便利性，也有效达成提升语音质量的效果。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (13)

1.一种电子装置，包括：
多个语音接收器，用以接收多个语音，将语音转换成语音信号；
一语音变化检测器，耦接这些语音接收器，接收并检测这些语音信号，并获得这些语音中的一主要语音信号；
一信号通道切换器，耦接这些语音接收器及该语音变化检测器，依据该语音变化检测器的检测结果，使该主要语音信号传向一语音传送通道，使这些语音信号中非该主要语音信号的多个其他语音信号传向一噪声传送通道；以及
一噪声消除器，耦接该语音传送通道以及该噪声传送通道，并依据该噪声传送通道的这些其他语音信号来减低该语音传送通道中的该主要语音信号的噪声。
2.如权利要求1所述的电子装置，其中该语音变化检测器依据各该语音的一特征函数来判别各该语音是否为该主要语音。
3.如权利要求1所述的电子装置，其中该语音变化检测器针对这些语音设定多个识别编号，该语音变化检测器并依据该主要语音的该识别编号来产生一指示信号。
4.如权利要求3所述的电子装置，其中该信号通道切换器接收该指示信号，使该识别编号等于该指示信号的该主要语音传送至该语音传送通道，并使这些识别编号不等于该指示信号的这些语音传送至该噪声传送通道。
5.如权利要求1所述的电子装置，其中该噪声消除器为一处理器，用以执行一噪声消除算法，来依据该噪声传送通道的这些其他语音来消除该语音传送通道中的该主要语音的噪声。
6.一种电子装置，包括：
一通信模组，其具有通信功能；
一语音接收装置，配置多个语音接收器以接收多个语音，将其语音转换成语音信号包括：
一语音变化检测器，耦接这些语音接收器，接收并检测这些语音信号，并获知这些语音信号中的一主要语音信号；
一信号通道切换器，耦接这些语音接收器及该语音变化检测器，依据该语音变化检测器的检测结果，使该主要语音信号传向一语音传送通道，使这些语音信号中非该主要语音信号的多个其他语音信号传向一噪声传送通道；以及
一噪声消除器，耦接该语音传送通道以及该噪声传送通道，并依据该噪声传送通道的这些其他语音信号来消除减低该语音传送通道中的该主要语音信号的噪声，该过滤后的主要语音信号通过通信模组传输。
7.如权利要求6所述的电子装置，其中该语音变化检测器依据各该语音的一特征函数来判别各该语音是否为该主要语音。
8.如权利要求6所述的电子装置，其中该语音变化检测器针对这些语音设定多个识别编号，该语音变化检测器并依据该主要语音的该识别编号来产生一指示信号。
9.如权利要求8所述的电子装置，其中该信号通道切换器接收该指示信号，使该识别编号等于该指示信号的该主要语音传送至该语音传送通道，并使这些识别编号不等于该指示信号的这些语音传送至该噪声传送通道。
10.如权利要求6所述的电子装置，其中该噪声消除器为一处理器，用以执行一噪声消除算法，来依据该噪声传送通道的这些其他语音来消除该语音传送通道中的该主要语音的噪声。
11.一种语音的处理方法，包括：
接收多个语音，并将语音转换成语音信号；
检测这些语音信号，并获得这些语音中的一主要语音信号；
传送该主要语音信号至一语音传送通道，并传送这些语音信号中非该主要语音信号的多个其他语音信号至一噪声传送通道；以及
依据该噪声传送通道的这些其他语音信号来减低该语音传送通道中的该主要语音信号的噪声。
12.如权利要求11所述的语音的处理方法，其中“接收并检测这些语音信号，并获得这些语音中的该主要语音信号”的步骤包括：
依据各该语音的一特征函数来判别各该语音是否为该主要语音。
13.如权利要求11所述的语音的处理方法，其中“依据该语音变化检测器的检测结果，使该主要语音信号传向该语音传送通道，使这些语音信号中非该主要语音信号的这些其他语音信号传向该噪声传送通道”的步骤包括：
针对这些语音设定多个识别编号，该语音变化检测器并依据该主要语音的该识别编号来产生一指示信号；以及
使该识别编号等于该指示信号的该主要语音传送至该语音传送通道，并使这些识别编号不等于该指示信号的这些语音传送至该噪声传送通道。
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