CN107452397A - 基于麦克风阵列的语音增强装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于麦克风阵列的语音增强装置，包括定位信号发射模块，其由定位信号开关模块、信号发射处理模块和定位信号发生器组成；定位信号接收模块，其由定位信号接收器和信号接收处理模块组成；麦克风阵列消噪模块，其由依次连接的麦克风阵列模块、语音增强模块、自适应噪音消除模块和扬声器组成。本发明通过由发言者携带信号发射设备实时的产生超声波，在接收器中接收超声波信号并根据超声波信号的强弱来判别发言者的位置，并且能够实时的判别发言者的位置，进而开启相应位置的麦克风阵列模块内的麦克风，能够更加准确的接收发言者的语音信号。

Description

基于麦克风阵列的语音增强装置及方法
技术领域
本发明涉及麦克风阵列技术领域，具体为一种基于麦克风阵列的语音增强装置及方法。
背景技术
在目标语言的拾取过程中，不可避免的会受到外界环境噪音和其他人说话的干扰，如果干扰噪音过强对收听者而言会觉得刺耳或者听不清目标语言，而且在生活中越来越多的噪音源干扰着我们，所以如何增强目标语言是当前技术的热点。
中国发明专利公开号为CN107017003A提供的一种麦克风阵列远场语音增强装置，其核心技术如下：涉及一种麦克风阵列语音增强装置。首先利用本领域通用的声源定位技术估计远场声源方向，并采用麦克风阵列波束对准形成主波束对远场语音进行初步增强，针对远场条件下语音信噪比低的核心问题，本装置逐个对麦克风阵列各通道相对主波束的传输函数进行估计，并基于传输函数估计结果进行各通道接收信号中反射分量的聚焦增强，最后对主波束对准初步增强和反射聚焦增强两部分增强语音进行合并进一步提高语音信噪比，实现远场语音的麦克风阵列语音增强。
所述一种麦克风阵列远场语音增强装置能够将语音增强，但是通过声源定位技术估计远场声源方向不能准确的判别声源位置，而且发言者在不停的移动的过程中更加无法判别声源位置，导致了系统工作稳定性不高。本发明通过实时的判断声源的位置准确的进行语音增强，使得发言者所发出的语音信号能够更加的清晰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于麦克风阵列的语音增强装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于麦克风阵列的语音增强装置，包括：
定位信号发射模块，其由定位信号开关模块、信号发射处理模块和定位信号发生器组成，所述信号发射处理模块电性连接定位信号开关模块和定位信号发生器；
定位信号接收模块，其由定位信号接收器和信号接收处理模块组成，所述的定位信号接收器接收定位信号发生器发出的超声波信号，所述的定位信号接收器电性连接信号接收处理模块；
麦克风阵列消噪模块，其由依次连接的麦克风阵列模块、语音增强模块、自适应噪音消除模块和扬声器组成，所述的麦克风阵列模块电性连接定位信号接收模块内的信号接收处理模块。
优选的，所述的定位信号发生器为超声波发生器。
优选的，所述的定位信号发射模块为信号发射设备并由发言者携带，其中定位信号开关模块为设置在信号发射设备的开关按钮。
一种基于麦克风阵列的语音增强装置的方法，包括以下步骤：
S1，判断发言者的位置；
S2，接收演讲者的语音信号并进行噪音消除。
优选的，S1具体为：
S11，发言者按下设置在信号发射设备的开启按钮；
S12，信号发射处理模块接收到开启信号发射设备的电信号后进行信号处理并开启超声波发生器；
S13，在开启超声波发生器后定位信号接收模块内的定位信号接收器接收产生的超声波；
S14，定位信号接收器接收到超声波信号后将信号传递给信号接收处理模块，并根据接收到超声波信号的强弱来判断发言者的位置。
优选的，S2具体为：
S21，判断出发言者的位置后通过信号接收处理模块开启发言者所处位置处的麦克风，其余的麦克风均关闭；
S22，麦克风接收到语音信号后传递给语音增强模块，将接收到的语音信号增强；
S23，通过自适应噪音消除模块将接收的语音信号中的噪音进行消除；
S24，通过扬声器将接收消除过噪音的语音信号播放出来。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过麦克风阵列技术准确的接收发言者的语音信号并将语音信号增强，使得语音更加清晰，在发言者实时的移动中准确的判别声源位置，让麦克风阵列更加容易捕捉到发言者的语音信号，增加了装置的稳定性，使用的过程中不需其他操作，简化了操作过程，使得使用起来更加的简便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：定位信号发射模块为信号发射设备并由发言者携带，定位信号开关模块为设置在信号发射设备的开关按钮，在发言者需要发言时，按下设置在信号发射设备的开启按钮，在按下开启按钮后，信号发射处理模块接收到开启系统的电信号，信号发射处理模块接收到开启信号发射设备的电信号后进行信号处理并开启超声波发生器，其中在按下开启按钮后超声波发生器处于一直发射超声波信号的状态。所述的定位信号发射模块定位信号开关模块、信号发射处理模块和定位信号发生器组成，所述信号发射处理模块电性连接定位信号开关模块和定位信号发生器，所述的定位信号发生器为超声波发生器。
超声波发生器发出超声波时由定位信号接收器接收超声波信号，定位信号接收器接收到超声波信号后将信号传递给信号接收处理模块，在信号接收处理模块中根据信号的强弱来判断发言者的位置，由于超声波发生在实时的发射超声波信号，所以在信号接收处理模块中实时的判别发言者的位置。所述定位信号接收模块由定位信号接收器和信号接收处理模块组成，所述的定位信号接收器接收定位信号发生器发出的超声波信号，所述的定位信号接收器电性连接信号接收处理模块。
在判断出发言者的位置后，信号接收处理模块下达开启指令，开启发言者所处位置的麦克风阵列模块内的麦克风，其中无法增强发言者语音信号的麦克风阵列模块内的麦克风将其关闭，并且在位置实时改变时也实时的开启相应的麦克风阵列模块内的麦克风和关闭无法增强发言者语音信号的麦克风阵列模块内的麦克风，麦克风接收到语音信号后传递给语音增强模块，将接收到的语音信号增强，并且通过自适应噪音消除模块将接收的语音信号中的噪音进行消除，最后通过扬声器将接收消除过噪音的语音信号播放出来。所述麦克风阵列消噪模块由依次连接的麦克风阵列模块、语音增强模块、自适应噪音消除模块和扬声器组成，所述的麦克风阵列模块电性连接定位信号接收模块内的信号接收处理模块。
在发言者结束发言时，按下设置在信号发射设备的关闭按钮，整个系统将处于关闭状态，其他发言者在需要发言时的步骤与上述一致。
一种基于麦克风阵列的语音增强装置的方法，包括以下步骤：
S1，判断发言者的位置；
S2，接收演讲者的语音信号并进行噪音消除。
优选的，S1具体为：
S11，发言者按下设置在信号发射设备的开启按钮；
S12，信号发射处理模块接收到开启信号发射设备的电信号后进行信号处理并开启超声波发生器；
S13，在开启超声波发生器后定位信号接收模块内的定位信号接收器接收产生的超声波；
S14，定位信号接收器接收到超声波信号后将信号传递给信号接收处理模块，并根据接收到超声波信号的强弱来判断发言者的位置。
优选的，S2具体为：
S21，判断出发言者的位置后通过信号接收处理模块开启发言者所处位置处的麦克风，其余的麦克风均关闭；
S22，麦克风接收到语音信号后传递给语音增强模块，将接收到的语音信号增强；
S23，通过自适应噪音消除模块将接收的语音信号中的噪音进行消除；
S24，通过扬声器将接收消除过噪音的语音信号播放出来。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于麦克风阵列的语音增强装置，其特征在于，包括：
定位信号发射模块，其由定位信号开关模块、信号发射处理模块和定位信号发生器组成，所述信号发射处理模块电性连接定位信号开关模块和定位信号发生器；
定位信号接收模块，其由定位信号接收器和信号接收处理模块组成，所述的定位信号接收器接收定位信号发生器发出的超声波信号，所述的定位信号接收器电性连接信号接收处理模块；
麦克风阵列消噪模块，其由依次连接的麦克风阵列模块、语音增强模块、自适应噪音消除模块和扬声器组成，所述的麦克风阵列模块电性连接定位信号接收模块内的信号接收处理模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的语音增强装置，其特征在于：所述的定位信号发生器为超声波发生器。
3.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的语音增强装置，其特征在于：所述的定位信号发射模块为信号发射设备并由发言者携带，其中定位信号开关模块为设置在信号发射设备的开关按钮。
4.一种权利要求1所述基于麦克风阵列的语音增强装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，判断发言者的位置；
S2，接收演讲者的语音信号并进行噪音消除。
5.根据权利要求4所述的一种基于麦克风阵列的语音增强装置的方法，其特征在于，S1具体为：
S11，发言者按下设置在信号发射设备的开启按钮；
S12，信号发射处理模块接收到开启信号发射设备的电信号后进行信号处理并开启超声波发生器；
S13，在开启超声波发生器后定位信号接收模块内的定位信号接收器接收产生的超声波；
S14，定位信号接收器接收到超声波信号后将信号传递给信号接收处理模块，并根据接收到超声波信号的强弱来判断发言者的位置。
6.根据权利要求4所述的一种基于麦克风阵列的语音增强装置的方法，其特征在于，S2具体为：
S21，判断出发言者的位置后通过信号接收处理模块开启发言者所处位置处的麦克风，其余的麦克风均关闭；
S22，麦克风接收到语音信号后传递给语音增强模块，将接收到的语音信号增强；
S23，通过自适应噪音消除模块将接收的语音信号中的噪音进行消除；
S24，通过扬声器将接收消除过噪音的语音信号播放出来。
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