[發(fā)明專利]提高人聲品質(zhì)方法以及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110266544.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN113450818A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉青光;陸曉燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美商富迪科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G10L21/0216
• 分類號(hào): G10L21/0216;G10L21/0232;G10L25/27
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 徐協(xié)成

本發(fā)明提出一種提高人聲品質(zhì)方法以及裝置。該方法包括自麥克風(fēng)陣列接收多個(gè)聲學(xué)信號(hào)；自加速度檢測(cè)器接收多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；利用波束成形器根據(jù)聲學(xué)信號(hào)而產(chǎn)生語音輸出信號(hào)以及噪聲輸出信號(hào)；根據(jù)檢測(cè)信號(hào)，最佳估計(jì)語音輸出信號(hào)而產(chǎn)生最佳估計(jì)信號(hào)；根據(jù)語音輸出信號(hào)以及最佳估計(jì)信號(hào)，最佳估計(jì)語音輸出信號(hào)；以及根據(jù)語音輸出信號(hào)以及最佳估計(jì)信號(hào)，產(chǎn)生混和信號(hào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用以提高人聲品質(zhì)的方法以及裝置。

背景技術(shù)

由于骨傳導(dǎo)傳感器對(duì)聲學(xué)環(huán)境中的環(huán)境噪聲具有免疫力，因此早已對(duì)骨傳導(dǎo)傳感器進(jìn)行研究并用于改善通信設(shè)備中的人聲(voice)品質(zhì)。然而與一般的空氣傳聲麥克風(fēng)不同是，這些傳感器信號(hào)或骨傳導(dǎo)信號(hào)只能良好地表示人聲信號(hào)中的低頻部分，而一般的空氣傳聲麥克風(fēng)可以提取較寬頻帶的聲音，包括人聲信號(hào)或背景噪聲。因此，對(duì)于在嘈雜環(huán)境中使用的通信設(shè)備，將傳感器或骨傳導(dǎo)信號(hào)與空氣傳導(dǎo)聲信號(hào)相結(jié)合以提高人聲品質(zhì)是非常令人感興趣的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在此提出用以提高人聲品質(zhì)的方法以及裝置，在穿戴式裝置中利用來自加速度檢測(cè)器以及麥克風(fēng)陣列的信號(hào)進(jìn)行語音增強(qiáng)，其中穿戴式裝置如耳塞式耳機(jī)、項(xiàng)鏈(neckbands)以及眼鏡。來自加速度檢測(cè)器以及麥克風(fēng)陣列的所有信號(hào)，皆在時(shí)域以及頻域中處理以利語音增強(qiáng)。

有鑒于此，本發(fā)明提出一種提高人聲品質(zhì)方法，包括自一麥克風(fēng)陣列接收多個(gè)聲學(xué)信號(hào)；自一加速度檢測(cè)器接收多個(gè)檢測(cè)信號(hào)；利用一波束成形器根據(jù)上述聲學(xué)信號(hào)而產(chǎn)生一語音輸出信號(hào)以及一噪聲輸出信號(hào)；根據(jù)上述檢測(cè)信號(hào)，最佳估計(jì)上述語音輸出信號(hào)而產(chǎn)生一最佳估計(jì)信號(hào)；根據(jù)上述語音輸出信號(hào)以及上述最佳估計(jì)信號(hào)，最佳估計(jì)上述語音輸出信號(hào)；以及根據(jù)上述語音輸出信號(hào)以及上述最佳估計(jì)信號(hào)，產(chǎn)生一混和信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提高人聲品質(zhì)方法還包括將來自上述麥克風(fēng)陣列的上述聲學(xué)信號(hào)的直流部分移除，并前置放大上述聲學(xué)信號(hào)而產(chǎn)生多個(gè)前置放大聲學(xué)信號(hào)；以及對(duì)上述前置放大聲學(xué)信號(hào)執(zhí)行快速傅立葉變換而產(chǎn)生多個(gè)頻域聲學(xué)信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述利用上述波束成形器根據(jù)上述聲學(xué)信號(hào)而產(chǎn)生上述語音輸出信號(hào)以及上述噪聲輸出信號(hào)的步驟還包括將一空間濾波器應(yīng)用于上述頻域聲學(xué)信號(hào)而產(chǎn)生上述語音輸出信號(hào)以及上述噪聲輸出信號(hào)。上述語音輸出信號(hào)指向一目標(biāo)語音的一第一方向，上述噪聲輸出信號(hào)指向一第二方向，其中上述第二方向與上述第一方向相反。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述檢測(cè)信號(hào)包括一X軸檢測(cè)信號(hào)、一Y軸檢測(cè)信號(hào)以及一Z軸檢測(cè)信號(hào)，上述提高人聲方法還包括將來自上述加速度檢測(cè)器的上述X軸檢測(cè)信號(hào)、上述Y軸檢測(cè)信號(hào)以及上述Z軸檢測(cè)信號(hào)的直流部分移除，并且前置放大上述X軸檢測(cè)信號(hào)、上述Y軸檢測(cè)信號(hào)以及上述Z軸檢測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生一X軸前置信號(hào)、一Y軸前置信號(hào)以及一Z軸前置信號(hào)；以及對(duì)上述X軸前置信號(hào)、上述Y軸前置信號(hào)以及上述Z軸前置信號(hào)執(zhí)行快速傅立葉變換，而分別產(chǎn)生一X軸頻域信號(hào)、一Y軸頻域信號(hào)以及一Z軸頻域信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述根據(jù)上述檢測(cè)信號(hào)最佳估計(jì)上述語音輸出信號(hào)而產(chǎn)生上述最佳估計(jì)信號(hào)的步驟還包括將一適應(yīng)性算法施加于上述X軸頻域信號(hào)以及上述語音輸出信號(hào)而產(chǎn)生一第一估計(jì)信號(hào)；將上述適應(yīng)性算法施加于上述Y軸頻域信號(hào)以及上述語音輸出信號(hào)而產(chǎn)生一第二估計(jì)信號(hào)；將上述適應(yīng)性算法施加于上述Z軸頻域信號(hào)以及上述語音輸出信號(hào)而產(chǎn)生一第三估計(jì)信號(hào)；以及自上述第一估計(jì)信號(hào)、上述第二估計(jì)信號(hào)以及上述第三估計(jì)信號(hào)選擇具有一最大振幅者而產(chǎn)生上述最佳估計(jì)信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述適應(yīng)性算法為一最小均方算法。上述X軸頻域信號(hào)以及上述語音輸出信號(hào)之間的均方誤差、上述Y軸頻域信號(hào)以及上述語音輸出信號(hào)之間的均方誤差以及上述Z軸頻域信號(hào)以及上述語音輸出信號(hào)之間的均方誤差皆為最小。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，上述適應(yīng)性算法為一最小二乘算法。上述X軸頻域信號(hào)以及上述語音輸出信號(hào)之間的平方誤差、上述Y軸頻域信號(hào)以及上述語音輸出信號(hào)之間的平方誤差以及上述Z軸頻域信號(hào)以及上述語音輸出信號(hào)之間的平方誤差皆為最小。