CN107147830A - 一种可远讲拾音降噪消回音的摄像头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，包括摄像头和应用平台，所述摄像头连接应用平台。本发明提供了一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，其拾音距离可达3米到5米；还可以降噪和消回声，其中降噪能力为15‑20dB,消回声能力为大于80dBSPL；语音识别前端处理，为语音识别应用提供高质量语音信号，提高语音识别率；节约成本至少17.5%。
Description
技术领域
本发明涉及一种摄像头，具体的说，涉及一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，属于远讲拾音技术领域。
背景技术
随着网络带宽的升级，视频编解码技术发展，以及音频信号处理技术的进步，使得基于远距离的音视频网络通信以及人机交互的需求逐渐增加，这就需要一种高性能的终端，来满足远讲音视频采集及信号处理的需求，目前市面上的音视频采集摄像头在采集距离、信号质量等方面都无法满足需求。
现有的与本专利最相似的产品是USB摄像头产品，此类产品的核心是视频采集摄像头，音频拾音部分的功能较弱，拾音距离通常在1米以内，不具备降噪和消回声功能，没有语音识别前端处理，拾取到的语音信号无法直接用来做语音识别用。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，其拾音距离可达3米到5米；还可以降噪和消回声，其中降噪能力为15-20dB,消回声能力为大于80dBSPL；语音识别前端处理，为语音识别应用提供高质量语音信号，提高语音识别率；节约成本至少17.5%。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，包括摄像头和应用平台，所述摄像头连接应用平台。
一种优化方案，所述摄像头内设置有视频传感器、麦克风1、麦克风2、信号处理器；
所述麦克风1、麦克风2并列连接信号处理器；
所述信号处理器还通过图像接口连接视频传感器；
所述信号处理器还通过USB接口连接应用平台；
所述应用平台还设置有连接信号处理器的线路，所述线路用于传输回声参考；
所述应用平台内设有处理模块。
进一步地，所述麦克风1和麦克风2水平排列，麦克风1和麦克风2的间距4cm-10cm，所述麦克风1和麦克风2形成麦克风阵列，采用阵列麦克风技术，对音频信号进行处理。
进一步地，所述视频传感器采用高清视频传感器，用于采集光信号，并将光信号转换为电信号；
麦克风1用于采集声信号，并将声信号转换为电信号；
麦克风2用于采集声信号，并将声信号转换为电信号；
所述信号处理器采用音视频信号处理器，用于对高清视频传感器、麦克风1和麦克风2采集到的信号进行放大、编码处理；
应用平台，所述处理模块用于远讲拾音降噪消回音处理；应用平台上还设置有扬声器。
进一步地，所述处理模块内进行采音处理，麦克风1和麦克风2采用麦克风阵列将目标语音连同噪声以及扬声器播放出来的回声一起采集到，得到混合信号。
进一步地，所述处理模块内进行降噪处理，通过谱减方式将噪声去除掉。
进一步地，所述处理模块内进行消回声处理，采集扬声器的电信号，将扬声器的电信号作为消回声处理的回声参考信号，利用自适应滤波，将扬声器播放出来的回声部分去除。
进一步地，所述处理模块内进行远讲拾音处理，利用自动增益控制技术，对信号进行增益调节，当信号大，则增益调小，当信号小，则增益调大。
进一步地，所述处理模块实现远讲拾音、降噪、消回声的步骤如下：
步骤1：采音：麦克风1和麦克风2采用麦克风阵列将目标语音连同噪声以及扬声器播放出来的回声一起采集到，得到混合信号；
步骤2：降噪：利用噪声频谱的稳定性，通过谱减方式将噪声从步骤1输出的混合信号中去除掉，得到降噪信号；
步骤3：消回声：处理模块采集扬声器的电信号，将扬声器的电信号作为消回声处理的回声参考信号，利用自适应滤波，将扬声器播放出来的回声部分从步骤2输出的降噪信号中去除，得到消回声信号；
步骤4：远讲拾音：利用自动增益控制技术，对步骤3输出的消回声信号进行增益调节，当步骤3输出的消回声信号大，则增益调小，当步骤3输出的消回声信号小，则增益调大，从而达到无论步骤3输出的消回声信号是大是小，输出信号都保证比较稳定。
本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明在摄像头产品中增加远讲拾音，拾音距离可达3米到5米；在摄像头中增加降噪和消回声，其中降噪能力为15-20dB,消回声能力为大于80dBSPL；在摄像头中增加语音识别前端处理，为语音识别应用提供高质量语音信号，提高语音识别率；本专利产品节约成本至少17.5%。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
附图1是本发明的原理图；
附图2是处理模块进行信号处理的示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头
如图1所示，本发明提供一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，所述摄像头连接应用平台。
所述摄像头内设置有视频传感器、麦克风1、麦克风2、信号处理器；
所述麦克风1、麦克风2并列连接信号处理器；
所述信号处理器还通过图像接口连接视频传感器；
所述信号处理器还通过USB接口连接应用平台；
所述应用平台还设置有连接信号处理器的线路用于传输回声参考；
所述应用平台内设有处理模块。
所述视频传感器采用高清视频传感器，用于采集光信号，并将光信号转换为电信号；
麦克风1用于采集声信号，并将声信号转换为电信号；
麦克风2用于采集声信号，并将声信号转换为电信号；
所述信号处理器采用音视频信号处理器，用于对高清视频传感器、麦克风1和麦克风2采集到的信号进行放大、编码处理；
应用平台，所述应用平台内设置有处理模块，所述处理模块用于远讲拾音降噪消回音处理；应用平台上还设置有扬声器；
所述麦克风1和麦克风2水平排列，麦克风1和麦克风2的间距4cm-10cm，形成麦克风阵列，采用阵列麦克风技术，对音频信号进行处理。
如图2所示，所述处理模块实现远讲拾音、降噪、消回声功能的步骤如下：
步骤1：采音：麦克风1和麦克风2采用麦克风阵列将目标语音连同噪声以及扬声器播放出来的回声一起采集到，得到混合信号；
步骤2：降噪：利用噪声频谱的稳定性，通过谱减等方式将噪声从步骤1输出的混合信号中去除掉，得到降噪信号；
步骤3：消回声：处理模块采集扬声器的电信号，将扬声器的电信号作为消回声处理的回声参考信号，利用自适应滤波，将扬声器播放出来的回声部分从步骤2输出的降噪信号中去除，得到消回声信号；
步骤4：远讲拾音：利用自动增益控制技术，对步骤3输出的消回声信号进行增益调节，当步骤3输出的消回声信号大，则增益调小，当步骤3输出的消回声信号小，则增益调大，从而达到无论步骤3输出的消回声信号是大是小，输出信号都保证比较稳定。
本发明提供一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，在摄像头产品中增加远讲拾音；远讲拾音用于增加拾音距离,拾取更远距离的声音,典型拾音距离3米到5米；在摄像头中增加降噪和消回声；降噪和消回声用于降低拾取到的声音中的噪声和回声，使得拾取到的声音更加清晰；使用硬件方式采集回声参考信号，其中硬件方式包括通过AV接口、耳机接口或功放前接口采集信号；将麦克风1和麦克风2拾取到的混合信号，以及回声参考信号一起在信号处理器中重新采样，得到同步的回声信号和回声参考信号，然后传给应用平台，应用平台内的处理模块直接使用同步好的语音数据做处理；使用AV接口作为采集回声参考信号物理接口，AV接口是机顶盒、电视机、网络视频机等应用平台的标准接口，使用此接口，无需对应用平台硬件进行修改，使得此产品不仅可以在定制应用平台中使用，也可以在市面上大量非定制平台上使用，通用性好；在摄像头中增加语音识别前端处理，语音识别通过人口述指令来实现设备的某种操作，比如增加了本发明的所述摄像头的电视机，用户可以对电视机喊“音量大点”，则电视机就会自动将音量调大。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，其特征在于：包括摄像头和应用平台，所述摄像头连接应用平台。
2.如权利要求1所述的一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，其特征在于：
所述摄像头内设置有视频传感器、麦克风1、麦克风2、信号处理器；
所述麦克风1、麦克风2并列连接信号处理器；
所述信号处理器还通过图像接口连接视频传感器；
所述信号处理器还通过USB接口连接应用平台；
所述应用平台还设置有连接信号处理器的线路，所述线路用于传输回声参考；
所述应用平台内设有处理模块。
3.如权利要求2所述的一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，其特征在于：所述麦克风1和麦克风2水平排列，麦克风1和麦克风2的间距4cm-10cm，所述麦克风1和麦克风2形成麦克风阵列，采用阵列麦克风技术，对音频信号进行处理。
4.如权利要求2所述的一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，其特征在于：
所述视频传感器采用高清视频传感器，用于采集光信号，并将光信号转换为电信号；
麦克风1用于采集声信号，并将声信号转换为电信号；
麦克风2用于采集声信号，并将声信号转换为电信号；
所述信号处理器采用音视频信号处理器，用于对高清视频传感器、麦克风1和麦克风2采集到的信号进行放大、编码处理；
应用平台，所述处理模块用于远讲拾音降噪消回音处理；应用平台上还设置有扬声器。
5.如权利要求2所述的一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，其特征在于：所述处理模块内进行采音处理，麦克风1和麦克风2采用麦克风阵列将目标语音连同噪声以及扬声器播放出来的回声一起采集到，得到混合信号。
6.如权利要求2所述的一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，其特征在于：所述处理模块内进行降噪处理，通过谱减方式将噪声去除掉。
7.如权利要求2所述的一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，其特征在于：所述处理模块内进行消回声处理，采集扬声器的电信号，将扬声器的电信号作为消回声处理的回声参考信号，利用自适应滤波，将扬声器播放出来的回声部分去除。
8.如权利要求2所述的一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，其特征在于：所述处理模块内进行远讲拾音处理，利用自动增益控制技术，对信号进行增益调节，当信号大，则增益调小，当信号小，则增益调大。
9.如权利要求2所述的一种可远讲拾音降噪消回声的摄像头，其特征在于：
所述处理模块实现远讲拾音、降噪、消回声的步骤如下：
步骤1：采音：麦克风1和麦克风2采用麦克风阵列将目标语音连同噪声以及扬声器播放出来的回声一起采集到，得到混合信号；
步骤2：降噪：利用噪声频谱的稳定性，通过谱减方式将噪声从步骤1输出的混合信号中去除掉，得到降噪信号；
步骤3：消回声：处理模块采集扬声器的电信号，将扬声器的电信号作为消回声处理的回声参考信号，利用自适应滤波，将扬声器播放出来的回声部分从步骤2输出的降噪信号中去除，得到消回声信号；
步骤4：远讲拾音：利用自动增益控制技术，对步骤3输出的消回声信号进行增益调节，当步骤3输出的消回声信号大，则增益调小，当步骤3输出的消回声信号小，则增益调大，从而达到无论步骤3输出的消回声信号是大是小，输出信号都保证比较稳定。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110728988A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-01-24 | 浪潮金融信息技术有限公司 | 一种用于自助终端设备的语音降噪摄像头的实现方法 |
| CN112911256A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-06-04 | 慧投科技（深圳）有限公司 | 一种具备摄像头自动捕捉发声源的投影机系统 |
| CN113365017A (zh) * | 2020-03-06 | 2021-09-07 | 浙江宇视科技有限公司 | 一种声音采集方法、装置及设备 |
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