CN212231697U - 语音采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种语音采集装置，其包括：喇叭、模拟麦克风阵列、ADC芯片以及XMOS芯片。模拟麦克风阵列包括多个模拟麦克风。ADC芯片与所述模拟麦克风以及所述喇叭均相连，用于将所述模拟麦克风阵列输出的模拟信号以及所述喇叭输出的模拟信号转化为数字信号进行输出。XMOS芯片与所述ADC芯片相连，用于接收所述ADC芯片输出的数字信号。本实用新型的语音采集装置便于远距离传输且具有更好的识音效果。

Description

语音采集装置

技术领域

本实用新型是关于一种多媒体技术领域，特别是关于一种语音采集装置。

背景技术

麦克风阵列是由2个及以上数量的麦克风组成阵列，麦克风阵列现有两种分类：数字麦克风阵列和模拟麦克风阵列。

数字麦克风可以通过单路、双路、多路I2S(集成电路内置音频总线)/PDM(脉冲分时复用)总线接口直接与处理器连接，这种直接通过I2S/PDM总线方式接入到处理器的数字麦克风采集方案称为数字麦克风阵列采集。

对于模拟麦克风可以使用单声道/多声道的ADC进行模数转换，把麦克风的模拟信号转换为数字信号，通过I2S/PDM总线方式接入到处理器。这种模拟麦克风通过ADC后再把数据通过I2S/PDM总线方式接入到处理器的模拟麦克风采集方案称为模拟麦克风阵列采集。ADC支持单通道、双通道、四通道、八通道或者更多通道模拟麦克风接入，输出普通I2S总线接口或者是TDM I2S总线接口。

语音回路采集现有两种分类：数字语音回路采集和模拟语音回路采集。

对于带有数字功放处理器喇叭播放系统，可以通过I2S/PDM总线输出单声道/双声道/多声道的播放语音数据到处理器，这种语音回路采集方案称为数字语音回路采集。

对于由处理器输出模拟音频信号到喇叭播放，需要通过ADC把模拟语音信号转换为数字信号，再通过I2S/PDM总线接入到处理器，这种语音回路采集方案称为模拟语音回路采集。

现有语音处理方案是把麦克风阵列和回路采集的语音数据通过I2S/PDM总线接入到处理器，然后在处理器中进行语音算法的处理。发明人发现现有的语音处理方案具有如下缺点：拾音效果不佳，目前远场麦克风阵列多用于智能音箱领域，虽然提高了信噪比，但是对语音损失比较大；PDM接口的麦克风数据还需要在处理器中转换为PCM(脉冲编码调制)数据，消耗处理器的运算能力；语音数据需要在被接入的处理器中计算，那么麦克风阵列和回路语音采集、处理器需要在同一个设备内或者板卡上，不方便分离。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种语音采集装置，其便于远距离传输以及具有更好的识音效果。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种语音采集装置，其包括：喇叭、模拟麦克风阵列、ADC芯片以及XMOS芯片。模拟麦克风阵列包括多个模拟麦克风。ADC芯片与所述模拟麦克风以及所述喇叭均相连，用于将所述模拟麦克风阵列输出的模拟信号以及所述喇叭输出的模拟信号转化为数字信号进行输出。XMOS芯片与所述ADC芯片相连，用于接收所述ADC芯片输出的数字信号。

在一个或多个实施方式中，所述XMOS芯片的SPI总线接口与所述ADC芯片相连。

在一个或多个实施方式中，所述XMOS芯片的TDM I2S总线接口或I2S总线接口与所述ADC芯片相连。

在一个或多个实施方式中，所述ADC芯片通过差分对与所述模拟麦克风相连。

在一个或多个实施方式中，所述ADC芯片通过差分对与所述喇叭相连。

在一个或多个实施方式中，所述语音采集装置的XMOS芯片通过以太网线、总线或USB接口与外部设备相连。

与现有技术相比，根据本实用新型的语音采集装置，将XMOS芯片、ADC芯片与模拟麦克风组合起来，由XMOS芯片向ADC芯片提供主时钟和I2S总线时钟，保证了各个语音采集通道的时钟的一致性和同步性，并且能够获得更好的拾音效果；XMOS芯片与处理器之间可以通过以太网线、总线、USB接口连接，可以使得语音采集部分与处理器分离开来，具有更大的灵活性，更适合远距离传输。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施方式的语音采集装置；

图2是根据本实用新型一实施方式的语音采集装置的应用场景。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

为了克服现有技术的问题，本实用新型提供了一种语音采集装置，将XMOS芯片、ADC芯片与模拟麦克风组合起来，由XMOS芯片向ADC芯片提供主时钟和I2S总线时钟，保证了各个语音采集通道的时钟的一致性和同步性，并且能够获得更好的拾音效果；XMOS芯片与处理器之间可以通过以太网线、总线、USB接口连接，可以使得语音采集部分与处理器分离开来，具有更大的灵活性，更适合远距离传输。

图1是根据本实用新型一实施方式的语音采集装置。该装置包括：模拟麦克风阵列100、喇叭200、ADC芯片300以及XMOS芯片400。

模拟麦克风阵列100中包含多个模拟麦克风10。

ADC芯片300与模拟麦克风10以及所述喇叭200均相连，用于将所述模拟麦克风阵列100输出的模拟信号以及所述喇叭200输出的模拟信号转化为数字信号进行输出。

XMOS芯片400与所述ADC芯片300相连，用于接收所述ADC芯片300输出的数字信号。

具体而言，XMOS芯片400是一个带有USB硬核的多核处理器，其GPIO(通用输入输出接口)可以配置成多种类型接口，如SPI(串行外设接口)、I2S、TDM I2S(时分复用的集成电路内置音频总线)等。XMOS芯片400内部功能分成两大部分：Audio(音频)控制功能和USB控制功能。本实施方式中将Audio部分配置成SPI总线接口和TDM I2S总线接口，其它实施方式中，也可以将Audio部分配置成SPI总线接口和I2S总线接口。

SPI总线与ADC芯片300相连接，如此可以通过XMOS芯片400的SPI接口对ADC芯片300进行初始化和配置。

TDM I2S总线接口与ADC芯片300相连、ADC芯片300再通过差分对与模拟麦克风10连接，这样XMOS芯片400就能采集到模拟麦克风10的语音数据。

TDM I2S总线接口与ADC芯片300相连、ADC芯片300再通过差分对与喇叭200的模拟信号连接，这样XMOS芯片400就能采集到喇叭200的语音数据。

XMOS芯片400把采集到的麦克风数据和回路语音数据通过USB接口进行输出。

XMOS芯片400向ADC芯片300提供主时钟和I2S总线时钟，保证了各个语音采集通道的时钟的一致性和同步性，并且能够获得更好的拾音效果。优选地，本实施方式中采用波束形成技术，能够在提高语音感知质量的同时提高了语音信噪比。

图2为该语音采集装置的一个应用场景。语音采集装置的XMOS芯片400和CPU主板500之间通过以太网线、总线或USB接口相连，信号经过功放芯片600处理后输出。XMOS芯片400和CPU主板500之间通过以太网线、总线或USB接口相连，可以使得语音采集部分与处理器分离开来，具有更大的灵活性，可以用于远距离传输。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种语音采集装置，其特征在于，包括：

喇叭；

模拟麦克风阵列，包括多个模拟麦克风；

ADC芯片，与所述模拟麦克风以及所述喇叭均相连，用于将所述模拟麦克风阵列输出的模拟信号以及所述喇叭输出的模拟信号转化为数字信号进行输出；以及

XMOS芯片，与所述ADC芯片相连，用于接收所述ADC芯片输出的数字信号。

2.如权利要求1所述的语音采集装置，其特征在于，所述XMOS芯片的SPI总线接口与所述ADC芯片相连。

3.如权利要求1所述的语音采集装置，其特征在于，所述XMOS芯片的I2S总线接口与所述ADC芯片相连。

4.如权利要求1所述的语音采集装置，其特征在于，所述XMOS芯片的TDM I2S总线接口与所述ADC芯片相连。

5.如权利要求1所述的语音采集装置，其特征在于，所述ADC芯片通过差分对与所述模拟麦克风相连。

6.如权利要求1所述的语音采集装置，其特征在于，所述ADC芯片通过差分对与所述喇叭相连。

7.如权利要求1所述的语音采集装置，其特征在于，所述语音采集装置的XMOS芯片通过以太网线、总线或USB接口与外部设备相连。

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