[發(fā)明專利]一種小體積雙麥克風語音采集降噪模組及其降噪方法

在審

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• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN108109631A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 褚建峰
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市啟元數(shù)碼科技有限公司
• 主分類號: G10L21/0216
• 分類號: G10L21/0216;G10L21/0272;G10L25/21
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 肖宇揚

本發(fā)明涉及一種小體積雙麥克風語音采集降噪模組及其降噪方法，對主麥克風和副麥克風實時采集的語音信號和噪聲分量功率值進行疊加得到功率值疊加值，并計算得到功率譜比值，根據(jù)功率譜比值進行噪聲估計、自適應濾波、語音增強、模塊輸出，對語音進行降噪處理。本發(fā)明將降噪模組，具有功耗低、體積小、降噪效果好、抗干擾能力強等特點，能夠廣泛地應用于語音采集降噪通信系統(tǒng)或裝置中。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及語音增強技術(shù)領域，特別涉及一種雙麥克風語音采集降噪模組及其降噪方法。

背景技術(shù)

語音是由人類通過發(fā)音器官產(chǎn)生的，它是一種具有一定意義的、用來溝通的聲音，在人們的生活中有著舉足輕重的作用。然而在我們的生活環(huán)境中，語音總是無法避免外界噪聲的干擾，這里的噪聲指的是除有用語音信號以外的所有干擾信號。噪聲的種類較多并且比較復雜，它可以是白噪聲、語音傳播媒介中的干擾信號、電磁脈沖信號或者是其他無關的語音信號等，正是由于這些噪聲的存在，往往使人們的溝通變得極為不便，特別是在一些緊急電話或軍事通訊上。因此，獲得盡可能純凈的語音信號在語音通訊中變得尤其重要，這也就是語音增強的目的。目前，常見的應對策略是在這些環(huán)境中安裝固定的麥克風，通過對單一麥克風采集到的語音信號進行增強算法處理，實現(xiàn)降噪的目的。單麥克風語音增強只需一路語音信號，算法復雜度小，硬件要求低，自1970年代以來已經(jīng)得到了深入的研究，提出了譜減法、最小均方誤差方法，維納濾波法和子空間方法等等。這些方法在通常情況下可以獲得良好的噪聲抑制性能，然而在非理想條件下，噪聲總是來自于四面八方，且其與語音信號在時間和頻譜上常常是相互交疊的，再加上回波和混響的影響，利用單麥克風捕捉相對純凈的語音都是很困難的工作。若在空間放置多個麥克風，當語音和周圍環(huán)境信息被多個麥克風聚集時，麥克風陣列可以在期望方向上有效地形成一個波束去拾取波束內(nèi)的信號，并消除波束外的噪聲，從而達到同時提取聲源和抑制噪聲的目的，所以利用陣列來取代單麥克風成為進一步提高語音增強效果的有效途徑。目前，相關技術(shù)中提到了一些利用麥克風陣列進行語音增強的系統(tǒng)或裝置，取得了一定的效果，但是這些系統(tǒng)或裝置大部分硬件復雜、體積較大，無法滿足當前電子產(chǎn)品小型化、輕量化的發(fā)展要求。

因此，有必要提供一種新的雙麥克風語音采集降噪模組來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種小體積雙麥克風語音采集降噪模組及其降噪方法，不僅能夠克服單麥克風語音降噪效果有限的缺點，而且具有小型化、輕量化的特點，能夠廣泛地應用于語音采集降噪通信系統(tǒng)或裝置中。

為解決上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種小體積模組的雙麥克風語音采集降噪方法，該方法包括：實時采集主麥克風和副麥克風噪聲源和語音源；對主麥克風和副麥克風實時采集的語音信號和噪聲分量功率值進行疊加得到功率值疊加值，并計算得到功率譜比值；根據(jù)功率譜比值進行噪聲估計、自適應濾波、語音增強、模塊輸出，對語音進行降噪處理；降噪輸出模擬量經(jīng)過可變放大器放大。

通過該降噪方法，可以在保證降噪的情況下，還能將雙麥克風保持在一個很小的距離，使用該方法的模組體積小，降噪效果佳，可以用于耳機等空間有限，但對降噪效果有極強要求的聲音產(chǎn)品。

進一步地，實時采集主麥克和副麥克風噪聲源和語音源包括：

實時采集主副麥克風語音信號和噪聲信號的功率值，使用下述方程：

PM1M1＝tr1(TA1+TO1)

PM2M2＝tr2(TA2+TO2)