專利名稱：基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置及方法
基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種語音增強裝置及方法，尤其涉及一種基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置 及方法。
背景技術(shù)：
隨著無線通訊的發(fā)展，全球移動電話用戶越來越多，用戶對移動電話的要求已不 僅滿足于通話，而且要能夠提供高質(zhì)量的通話效果，尤其是目前移動多媒體技術(shù)的發(fā)展，移 動電話的通話質(zhì)量更顯重要。由于大量環(huán)境噪聲的存在，手機等通訊設(shè)備的麥克風(fēng)采集到的語音信號普遍信噪 比不夠高，特別是在街道汽車等高噪聲環(huán)境中，需要提高音量才能使對方聽清。所以需要通 過語音增強的方法來提升輸入語音的信噪比，改善通訊質(zhì)量。相關(guān)技術(shù)單通道語音增強方 法降噪效果有限，并且會對語音造成較大失真，而雙麥克風(fēng)語音增強裝置則可以有效的提 高信噪比，相關(guān)技術(shù)的雙麥克風(fēng)語音增強裝置包括麥克風(fēng)和多種信號處理芯片。然而，相關(guān)技術(shù)的雙麥克風(fēng)語音增強裝置中的多種信號處理芯片是分開設(shè)置的， 這種結(jié)構(gòu)使得相關(guān)技術(shù)的雙麥克風(fēng)語音增強裝置的語音增強方法較為復(fù)雜，開發(fā)成本高。因此，有必要提出一種新的基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需解決的技術(shù)問題是提供一種能優(yōu)化語音增強方法的基于雙麥克風(fēng)語音 增強裝置。根據(jù)上述的技術(shù)問題，設(shè)計了一種基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置，其目的是這樣實 現(xiàn)的一種基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置，包括數(shù)字麥克風(fēng)陣列模塊和與所述數(shù)字麥克風(fēng)陣 列模塊電連接的信號處理集成芯片，所述數(shù)字麥克風(fēng)陣列模塊包括用于接收時域帶噪語音 數(shù)字信號并將接收的時域帶噪語音數(shù)字信號輸出的第一數(shù)字麥克風(fēng)和第二數(shù)字麥克風(fēng)。其 中，所述信號處理集成芯片內(nèi)設(shè)有第一脈沖密度調(diào)制解碼器模塊，其包括濾波器，用于對時域帶噪語音數(shù)字信號進(jìn) 行分幀、降采樣及濾波處理，得到初步降采樣率數(shù)字信號；指向性形成模塊，用于將所述初步降采樣率數(shù)字信號進(jìn)行指向性形成，得到初步 降噪的指向性輸出信號；第二脈沖密度調(diào)制解碼器模塊，用于對所述初步降噪的指向性輸出信號進(jìn)行分 幀、降采樣、濾波和加重處理，得到第二降采樣率數(shù)字信號；語音增強處理模塊，用于對所述第二降采樣率數(shù)字信號進(jìn)行語音增強處理，得到 去除噪聲的語音信號；輸出模塊，用于輸出所述去除噪聲的語音信號。優(yōu)選的，所述第一脈沖密度調(diào)制解碼器模塊包括N級梳狀濾波器。優(yōu)選的，所述第二脈沖密度調(diào)制解碼器模塊包括第一半帶濾波器、第二半帶濾波器、低通濾波器和高通濾波器。優(yōu)選的，該裝置還包括設(shè)有內(nèi)置空間的殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有擋板，所述擋板將所 述內(nèi)置空間隔成至少三個互不相通的收容空間，所述第一數(shù)字麥克風(fēng)、第二數(shù)字麥克風(fēng)和 所述信號處理集成芯片分別置于三個所述收容空間內(nèi)，收容所述第一數(shù)字麥克風(fēng)和第二數(shù) 字麥克風(fēng)的收容空間分別設(shè)有第一進(jìn)聲孔和第二進(jìn)聲孔且所述第一進(jìn)聲孔和第二進(jìn)聲孔 位于所述殼體的相對的面上。本發(fā)明還提供一種如權(quán)利要求1-4所述的基于雙麥克風(fēng)的語音增強裝置的語音 增強方法，該方法包括如下步驟步驟SOOl 通過所述第一數(shù)字麥克風(fēng)經(jīng)所述第一進(jìn)聲孔接收第一時域帶噪語音 數(shù)字信號；通過所述第二數(shù)字麥克風(fēng)經(jīng)所述第二進(jìn)聲孔接收第二時域帶噪語音數(shù)字信號， 并將接收到的所述第一時域帶噪語音數(shù)字信號和第二時域帶噪語音數(shù)字信號傳送給所述 第一脈沖密度調(diào)制解碼器模塊。步驟S002 通過所述第一脈沖密度調(diào)制解碼器模塊對所述第一時域帶噪語音數(shù) 字信號和第二時域帶噪語音數(shù)字信號進(jìn)行分幀處理，并利用所述N級梳狀濾波器對其進(jìn)行 降采樣及濾波處理，得到第一初步降采樣率數(shù)字信號和第二初步降采樣率數(shù)字信號。N級梳狀濾波器的傳遞函數(shù)形式如下
權(quán)利要求
1.一種基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置，包括數(shù)字麥克風(fēng)陣列模塊和與所述數(shù)字麥克風(fēng)陣 列模塊電連接的信號處理集成芯片，所述數(shù)字麥克風(fēng)陣列模塊包括用于接收時域帶噪語音 數(shù)字信號并將接收的時域帶噪語音數(shù)字信號輸出的第一數(shù)字麥克風(fēng)和第二數(shù)字麥克風(fēng)，其 特征在于所述信號處理集成芯片內(nèi)設(shè)有第一脈沖密度調(diào)制解碼器模塊，其包括濾波器，用于對時域帶噪語音數(shù)字信號進(jìn)行分 幀、降采樣及濾波處理，得到初步降采樣率數(shù)字信號；指向性形成模塊，用于將所述初步降采樣率數(shù)字信號進(jìn)行指向性形成，得到初步降噪 的指向性輸出信號；第二脈沖密度調(diào)制解碼器模塊，用于對所述初步降噪的指向性輸出信號進(jìn)行分幀、降 采樣、濾波和加重處理，得到第二降采樣率數(shù)字信號；語音增強處理模塊，用于對所述第二降采樣率數(shù)字信號進(jìn)行語音增強處理，得到去除 噪聲的語音信號；輸出模塊，用于輸出所述去除噪聲的語音信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置，其特征在于所述第一脈沖密 度調(diào)制解碼器模塊包括N級梳狀濾波器，。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置，其特征在于所述第二脈沖密 度調(diào)制解碼器模塊包括第一半帶濾波器、第二半帶濾波器、低通濾波器和高通濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置，其特征在于該裝置還包括設(shè) 有內(nèi)置空間的殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有擋板，所述擋板將所述內(nèi)置空間隔成至少三個互不相 通的收容空間，所述第一數(shù)字麥克風(fēng)、第二數(shù)字麥克風(fēng)和所述信號處理集成芯片分別置于 三個所述收容空間內(nèi)，收容所述第一數(shù)字麥克風(fēng)和第二數(shù)字麥克風(fēng)的收容空間分別設(shè)有第 一進(jìn)聲孔和第二進(jìn)聲孔且所述第一進(jìn)聲孔和第二進(jìn)聲孔位于所述殼體的相對的面上。
5.一種如權(quán)利要求1-4所述的基于雙麥克風(fēng)的語音增強裝置的語音增強方法，其特征 在于該方法包括如下步驟步驟SOOl 通過所述第一數(shù)字麥克風(fēng)經(jīng)所述第一進(jìn)聲孔接收第一時域帶噪語音數(shù)字 信號；通過所述第二數(shù)字麥克風(fēng)經(jīng)所述第二進(jìn)聲孔接收第二時域帶噪語音數(shù)字信號，并將 接收到的所述第一時域帶噪語音數(shù)字信號和第二時域帶噪語音數(shù)字信號傳送給所述第一 脈沖密度調(diào)制解碼器模塊；步驟S002 通過所述第一脈沖密度調(diào)制解碼器模塊對所述第一時域帶噪語音數(shù)字信 號和第二時域帶噪語音數(shù)字信號進(jìn)行分幀處理，并利用所述N級梳狀濾波器對其進(jìn)行降采 樣及濾波處理，得到第一初步降采樣率數(shù)字信號和第二初步降采樣率數(shù)字信號； N級梳狀濾波器的傳遞函數(shù)形式如下 r-1Η(Ζ) = (~Υ,Ζ~1)Ν N為級聯(lián)階數(shù)，r為抽取比例； r /=0xf 1 (n, m) = X1 (rn，m)X' 2(n，m) = X2(rn, m)，X1, X2分別為第一、第二時域帶噪語音數(shù)字信號； x' i;x' 2分別為第一、第二初步降采樣率數(shù)字信號；步驟S003 利用所述指向性形成模塊接收所述第一脈沖密度調(diào)制解碼器模塊輸出的所述第一初步降采樣率數(shù)字信號和第二初步降采樣率數(shù)字信號，并對其進(jìn)行幅度補償和相 位補償處理，得到第一初步降噪指向性信號和第二初步降噪指向性信號，并將所述第一、第 二初步降噪指向性信號相減得到初步降噪指向性輸出信號； 經(jīng)過幅度補償，形式如下
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于雙麥克風(fēng)的語音增強方法，其特征在于，步驟A004中還 包括采用門限判決對所述衰減增益進(jìn)行調(diào)整；首先設(shè)定一閥值、調(diào)整值qmod和門限值qfloor ；其次以當(dāng)前幀修正后的先驗信噪比估計值幻為判斷，小于某一閾值的增 益系數(shù)均乘以調(diào)整值qmod，從而進(jìn)一步抑制噪聲；接著將所有小于某閥值的增益系數(shù)調(diào)整到門限值qfloor，方法如下 ’(mk、= [^oMmM SNRpost(m,k) < θα qKm'q(m,k\ 否則
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置，包括數(shù)字麥克風(fēng)陣列模塊和與所述數(shù)字麥克風(fēng)陣列模塊電連接的信號處理集成芯片。其中，所述信號處理集成芯片內(nèi)設(shè)有脈沖密度調(diào)制解碼器模塊、指向性形成模塊、語音增強處理模塊和輸出模塊。本發(fā)明還提供了一種基于本發(fā)明雙麥克風(fēng)語音增強裝置的語音增強方法。與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明的基于雙麥克風(fēng)語音增強裝置中將解碼、降噪等芯片集成到一塊信號處理芯片中，集成度高。兩個數(shù)字麥克風(fēng)不同方向進(jìn)聲，采用指向性形成抑制波束外的背景噪聲。其語音增強方法簡單，節(jié)約開發(fā)成本。
文檔編號G10L19/14GK102074246SQ20111000104
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者葉利劍 申請人:瑞聲光電科技(常州)有限公司, 瑞聲聲學(xué)科技(深圳)有限公司, 瑞聲聲學(xué)科技研發(fā)(南京)有限公司