CN203193889U - 一种基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器 - Google Patents
一种基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器，包括音频采集单元、音频编解码单元、音频处理单元、长线驱动单元，其特征在于：所述音频采集单元，用于采集环境的音频信号并将其转换成电信号发送至音频处理单元；所述音频编解码单元，用于将音频采集单元的模拟信号转换成数字信号，传输给音频处理单元；所述音频处理单元处理完的数字信号传送到音频编解码单元的解码单元，由解码单元将数字信号解码成模拟信号，传送到长线驱动单元；所述长线驱动单元，用于将音频编解码单元的解码单元输出的模拟信号放大，通过长线驱动单元使信号传输距离达到3000米。所述拾音器具有采集声音质量高、降噪效果好、采集范围大、传输距离远的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种拾音器，具体涉及一种具有6个MEMS咪头麦克风阵列、波束成形、后置滤波的语音增强功能和长线驱动功能的拾音器。
背景技术
传统的安防拾音器，一般通过模拟电路拾音，将采集到的信号直接放大输出，这种拾音器的缺点是：
1、在实际应用中，周围环境存在较大的背景噪声，通过模拟降噪的方法不能有效地降低整个频段的噪声，甚至将声音的高频部分损失，造成输出的信号质量不高。
2、该拾音器存在拾音范围较小的缺陷。
3、选用的咪头保真度较低，采集的声音信号与实际声音存在差别。
有鉴于此，有必要提供一种基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器，以解决上述问题。
发明内容
本实用新型的目的是：针对传统拾音器的缺陷，本实用新型提供一种采集声音质量高、降噪效果好、采集范围大、传输距离远的拾音器。
本实用新型所采用的技术方案是：一种基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器，包括音频采集单元、音频编解码单元、音频处理单元、长线驱动单元，其特征在于：
所述音频采集单元，用于采集环境的音频信号并将其转换成电信号发送至音频处理单元；
所述音频编解码单元，用于将音频采集单元的模拟信号转换成数字信号，传输给音频处理单元；所述音频处理单元处理完的数字信号传送到音频编解码单元的解码单元，由解码单元将数字信号解码成模拟信号，传送到长线驱动单元；
所述音频处理单元完成语音编码、波束成形、编码算法、盲源分离、后置滤波、语音增强、语音解码、自动增益控制的功能；
所述长线驱动单元，用于将音频编解码单元的解码单元输出的模拟信号放大，通过长线驱动单元使信号传输距离达到3000米。
如上所述的基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器，其特征在于，所述音频采集单元由6个MEMS咪头组成，包括声源定位模块和对应的预放大电路组成。
如上所述的基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器，其特征在于，所述音频编解码单元包括：高精度编码器与解码器。
如上所述的基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器，其特征在于，所述音频处理单元包括DSP芯片、语音降噪模块、盲源分离模块、自动增益控制模块。
本实用新型所述拾音器的有益效果是：六个MEMS咪头的麦克风通过自适应波束形成与后置滤波波束形成融合的麦克风阵列语音增强算法，对相干噪声与非相干噪声均有较好的消噪功能。通过自动增益控制功能，解决远近声音的音量大小差别明显的问题。通过长线驱动单元，解决了远距离拾音的问题。
附图说明
图1为本实用新型的组成示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
下面详述本实用新型：
如图1所示基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器由音频采集单元、音频编解码单元、音频处理单元和长线驱动单元组成。
音频采集单元包括用于采集环境声音的6个MEMS咪头和电平、阻抗转换及滤波的预处理单元；音频编解码单元包括高采样率的高精度A/D、D/A转换器；音频处理单元由核心DSP芯片组成的包括自适应波束形成（ADBF）与后置滤波波束形成融合的麻烦阵列语音增强算法；长线驱动单元包括后级放大及为扩展传输距离的放大电路。
音频采集单元由6个MEMS咪头和电平、阻抗转换及滤波的预处理单元组成。咪头内部已经集成了专用前置放大ASIC以提供高灵敏度和信噪比，准立体声，灵敏度为-29--23dBV/Pa，频率响应为100 Hz -7KHz，输出阻抗为100Ohms。声音之外的噪声通过滤波电路完成滤波。
音频编解码单元采用集成IC，完成6路音频信号A/D与2路数字信号D/A功能，采样速率最高支持96K。本方案中选择采样速率为44.1K、采样精度16bit，DSP通过McBSP1接收数据。
音频处理单元是拾音器的核心单元。6个咪头采集的信号经前置滤波、A/D转换后形成数字信号。通过对各阵元加权进行空域滤波，达到增强期望信号、抑制干扰的目的；各加权因子根据信号环境的变化自适应地改变，从而使在某一期望方向上阵列可以同向相加，进而使阵列在该方向上产生一个主瓣波，而对其他方向上产生较小的响应，用这种方法对整个空间进行波束扫描可确定空中待测信号的方位。本方案中使用的优化算法为线性约束最小方差准则（LCMV）。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (4)
1.一种基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器，包括音频采集单元、音频编解码单元、音频处理单元、长线驱动单元，其特征在于：
所述音频采集单元，用于采集环境的音频信号并将其转换成电信号发送至音频处理单元；
所述音频编解码单元，用于将音频采集单元的模拟信号转换成数字信号，传输给音频处理单元；所述音频处理单元处理完的数字信号传送到音频编解码单元的解码单元，由解码单元将数字信号解码成模拟信号，传送到长线驱动单元；
所述音频处理单元完成语音编码、波束成形、编码算法、盲源分离、后置滤波、语音增强、语音解码、自动增益控制的功能；
所述长线驱动单元，用于将音频编解码单元的解码单元输出的模拟信号放大，通过长线驱动单元使信号传输距离达到3000米。
2.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器，其特征在于，所述音频采集单元由6个MEMS咪头组成，包括声源定位模块和对应的预放大电路组成。
3.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器，其特征在于，所述音频编解码单元包括：高精度编码器与解码器。
4.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列语音降噪技术的拾音器，其特征在于，所述音频处理单元包括DSP芯片、语音降噪模块、盲源分离模块、自动增益控制模块。
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