CN207802262U - 一种基于麦克风阵列的消回声电路及语音识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于麦克风阵列的消回声电路，包括麦克风阵列、处理器、音频解码器、功放模块、自动增益调整模块和相位补偿模块，麦克风阵列将采集到的语音信号一路传输给处理器，一路传输给自动增益调整模块，音频解码器将处理器传输过来的音频信号进行解码后传输给功放模块，由功放模块进行功放后一路驱动语音播放模块，一路传输给自动增益调整模块，自动增益调整模块对功放模块传输过来的音频信号进行增益调整至其幅度与语音信号的幅度相当并输出给相位补偿模块，由相位补偿模块对增益调整后的音频信号进行相位补偿至其相位与语音信号的相位相当并输出给处理器，处理器将其与语音信号进行反相位运算，得到目标语音信号。

Description

一种基于麦克风阵列的消回声电路及语音识别装置

技术领域

本实用新型属于语音识别技术领域，特别地涉及一种基于麦克风阵列的消回声电路及语音识别装置。

背景技术

语音交互是目前AI近年来发展速度较快的一种，它脱离常规的人与机器界面交互的方式，通过语音控制产品做相应的动作集给使用者带来了新颖而便捷的体验，研究报告表明，语音交互占据的市场份额越来越大，必将是未来智能产品发展方向。目前市场上具有语音识别功能的智能产品，如智能手机或智能音箱越来越受消费欢迎，语音控制和交互技术给生活带来更多的便易，但受限于本机媒体播放影响或环境因数的影响，语音识别率提升率不高，影响了用户体验感。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于麦克风阵列的消回声电路及语音识别装置用以解决上述的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于麦克风阵列的消回声电路，包括麦克风阵列、处理器、音频解码器、功放模块、自动增益调整模块和相位补偿模块，所述麦克风阵列用于采集环境中的语音信号，并将采集到的语音信号一路传输给处理器，一路作为参考信号传输给自动增益调整模块，所述音频解码器将处理器传输过来的音频信号进行解码后传输给功放模块，由功放模块进行功放后一路作为驱动信号传输给语音播放模块，一路作为待调整信号传输给自动增益调整模块，所述自动增益调整模块用于待调整信号进行增益调整至其幅度与参考信号的幅度相当并输出给相位补偿模块，所述相位补偿模块用于对增益调整后的待调整信号进行相位补偿至其相位与参考信号的相位相当并输出给处理器，所述处理器用于将相位补偿后的对待调整信号与麦克风阵列输入的语音信号进行反相位运算，得到目标语音信号。

进一步的，还包括LC滤波模块，所述LC滤波模块设置在功放模块的输出端上。

进一步的，所述语音播放模块由扬声器来实现。

进一步的，所述麦克风阵列由驻极体麦克风或压电式麦克风组成。

进一步的，所述处理器为MCU处理器。

进一步的，还包括电源模块，所述电源模块的输出端接处理器的电源输入端。

更进一步的，所述电源模块由电池来实现，所述电池为锂电池、聚合物电池或石墨烯电池。

本实用新型还公开了一种语音识别装置，包括上述的基于麦克风阵列的消回声电路。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型通过自动增益调整模块和相位补偿模块对音频信号进行相应的增益和相位补偿后，再与采集到的语音信号进行反相位运算，实现了对正在实时播放的音乐信号进行消回声处理，通过麦克风整列，实现了对录音时的环境噪声进行消回声处理，从而可以进一步提升了语音识别率，提高了用户体验。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的结构框图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种基于麦克风阵列的消回声电路，包括麦克风阵列5、处理器1、音频解码器2、功放模块3、自动增益调整模块6和相位补偿模块7，本具体实施例中，所述麦克风阵列5可以采用驻极体麦克风或压电式麦克风组成，所述麦克风阵列5用于采集环境中的语音信号，包括用户的语音指令和本机媒体播放的音频，如音乐，并将采集到的语音信号一路传输给处理器1，一路作为参考信号传输给自动增益调整模块6。

本具体实施例中，所述处理器1采用MCU处理器，但不限于此，在其它实施例中，也可以是单片机或PLC控制器等。

MCU处理器1的输出端接音频解码器2的输入端，将待播放的音频信号传输给音频解码器2，音频解码器2将MCU处理器1传输过来的音频信号进行解码后传输给功放模块3。本具体实施中，音频解码器2采用现有的音频解码器，具体可以参照现有技术，此不再细说。

本具体实施例中，功放模块3采用现有的功放芯片，具体可以参照现有技术，此不再细说。功放模块3对音频解码器2解码后的音频信号进行功放后，一路作为驱动信号传输给语音播放模块8，驱动语音播放模块8进行音频信号的播放，一路作为待调整信号传输给自动增益调整模块6。

本具体实施例中，语音播放模块8由扬声器来实现，可以是动圈式或压电式扬声器，当然，在其它实施例中，语音播放模块8也可以采用其它具有语音播放功能的装置来实现，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。

所述自动增益调整模块6用于对待调整信号进行增益调整至其幅度与参考信号的幅度相当，优选的，自动增益调整模块6将待调整信号进行增益调整至其幅度与参考信号的幅度相等或大致相等并输出给相位补偿模块7。自动增益调整模块6具体可以参照现有技术，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

所述相位补偿模块7用于对增益调整后的待调整信号进行相位补偿至其相位与参考信号的相位相当，优选的，相位补偿模块7将增益调整后的待调整信号进行相位补偿至其相位与参考信号的相位相等或大致相等并输出给MCU处理器1，相位补偿模块7具体可以参照现有技术，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

MCU处理器1将相位补偿后的待调整信号与麦克风阵列5输入的语音信号进行反相位运算，得到目标语音信号，达到完全消除回音的目的。再将目标语音信号传输给语音识别模块进行语音识别获得相应的语音指令，提高了识别率。

本具体实施例中，还包括LC滤波模块4，所述LC滤波模块4设置在功放模块3的输出端上，用于对音频信号进行滤波。LC滤波模块4具体可以参照现有技术，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

本具体实施例中，还包括电源模块9，所述电源模块9的输出端接MCU处理器1的电源输入端，通过MCU处理器1为整个电路供电。具体的，所述电源模块9由电池来实现，所述电池为锂电池、聚合物电池或石墨烯电池。

本具体实施例中，信号的校准采用1kHz 0dB正弦波信号(或粉红噪声信号)进行校准。

本实用新型还公开了一种语音识别装置，包括上述的基于麦克风阵列的消回声电路。

本实用新型通过自动增益调整模块6和相位补偿模块7对音频信号进行相应的增益和相位补偿后，再与麦克风阵列5采集到的语音信号进行反相位运算，实现了对正在实时播放的音乐信号进行消回声处理，通过麦克风整列，实现了对录音时的环境噪声进行消回声处理，从而可以进一步提升了语音识别率，提高了用户体验。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于麦克风阵列的消回声电路，其特征在于：包括麦克风阵列、处理器、音频解码器、功放模块、自动增益调整模块和相位补偿模块，所述麦克风阵列用于采集环境中的语音信号，并将采集到的语音信号一路传输给处理器，一路作为参考信号传输给自动增益调整模块，所述音频解码器将处理器传输过来的音频信号进行解码后传输给功放模块，由功放模块进行功放后一路作为驱动信号传输给语音播放模块，一路作为待调整信号传输给自动增益调整模块，所述自动增益调整模块用于对待调整信号进行增益调整至其幅度与参考信号的幅度相当并输出给相位补偿模块，所述相位补偿模块用于对增益调整后的待调整信号进行相位补偿至其相位与参考信号的相位相当并输出给处理器，所述处理器用于将相位补偿后的待调整信号与麦克风阵列输入的语音信号进行反相位运算，得到目标语音信号。

2.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的消回声电路，其特征在于：还包括LC滤波模块，所述LC滤波模块设置在功放模块的输出端上。

3.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的消回声电路，其特征在于：所述语音播放模块由扬声器来实现。

4.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的消回声电路，其特征在于：所述麦克风阵列由驻极体麦克风或压电式麦克风组成。

5.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的消回声电路，其特征在于：所述处理器为MCU处理器。

6.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的消回声电路，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块的输出端接处理器的电源输入端。

7.根据权利要求6所述的基于麦克风阵列的消回声电路，其特征在于：所述电源模块由电池来实现，所述电池为锂电池、聚合物电池或石墨烯电池。

8.一种语音识别装置，其特征在于：包括权利要求1-7任意一项所述的基于麦克风阵列的消回声电路。