音频转换模块包括音频解码器和,语音增强模块基于数字信号处理器dsp实现;语音增强模块通过数字信号处理器芯片的i2c接口向音频解码器发送控制信号,通过数字信号处理器芯片的mcasp接口连接音频解码器,交换数字音频信号的数据。语音增强模块中通过预先植入的语音增强算法对音频转换模块传入的声信号进行增强处理;语音增强算法包括以下步骤:s1:定义麦克风阵列中与目标声源s1接近的麦克风为前向麦克风mic1,其采集到的声信号为m1(n),另一个麦克风mic2采集到的声信号为m2(n);对声信号m1(n)、m2(n)进行分帧与加窗之后,再进行时频变换即得到频域信号m1(l,k)和m2(l,k),其中:l和k分别是频率点和时间窗的序号;s2:因为同一个声源的声信号到达两个麦克风mic1、mic2的时间存在延迟,计算延迟系数t(l,k);s3:将延迟系数与目标声源的理想延迟时间δ1进行比较,确定目标声源的能量所占成分;延迟系数t(l,k)的计算方法包括如下步骤:设目标声源存在竞争性语音噪声:干扰噪声源1、干扰噪声源2...干扰噪声源num-1,其中,num取值为自然数;目标声源偏离正向的角度为θ1,θ1的值为0°或非常接近0°。一个麦克风阵列室内定位系统:麦克风阵列拓扑结构分析模块、阵列自适应滤波校正模块、说话人定位算法模块!内蒙古麦克风阵列服务标准
将数据送入音频转换模块,进行模拟语音数据和数字语音数据之间的转换;语音增强模块通过数字信号处理器向音频转换模块中的音频编解码芯片发送控制信号,将音频转换模块传输过来的语音信号进行处理及其控制语音信号的传输;后处理过的数字语音信号送入翻译模块,按照用户选择的目标语言进行实时翻译;翻译后的文字数据、声音数据通过文字或者音频的方式传递给用户。声音采集模块包括麦克风阵列、信号放大电路、带通滤波器、电源管理电路;麦克风阵列包括两个麦克风,两个麦克风之间的间隔设置为15mm;信号放大电路包括两级放大电路,其中一级放大电路设置在麦克风阵列与带通滤波器之间,二级放大电路设置在带通滤波器之后;带通滤波器包括由二阶低通电路、二阶高通电路组成,一级放大电路传入的声信号,经过带通滤波器滤波后,声信号通过二级放大电路进行放大,使滤波后的信号达到预设的电压范围;由麦克风阵列采集的声信号通过一级放大电路、带通滤波器、二级放大电路进行放大、工频滤波处理、放大升压处理后送入音频转换模块中进行数模转换;电压管理电路同时为声音采集模块、音频转换模块、语音增强模块供电;本发明实施例中。内蒙古麦克风阵列服务标准阵列的维度、阵元的个数、阵元间距都会影响麦克风阵列定位算法的定位精度与运算速度。
电容c4的另一端接地,电阻r7的另一端连接电阻r6的另一端、电容c1的一端,放大器u2的7脚连接电阻r9的另一端、电容c1的另一端;二级带通滤波电路由型号为op275的运算放大器和贴片电阻电容组成,通过构建二阶低通电路和二阶高通电路形成带通滤波,后使得系统的理论通带为160-12000hz,该频带满足ci滤波器组的频带要求同时省去50hz陷波电路的设计,在确保滤波、放大功能的同时,进一步减小了系统的硬件体积。电源管理电路包括:升压转换器u3、稳压电源u4、稳压器u5、插座j1、开关j2、电感l1、l2,、电容c9~c21、电阻r11~r13,升压转换器u3的1脚、2脚连接后接入电感l1的一端,升压转换器u3的11脚接地,升压转换器u3的3脚、4脚连接后与电阻r11的一端、电阻r12的一端、电容c13的一端、电容c9的一端、电容c10的一端、电容c11的一端连接后接入到电源,升压转换器u3的5脚连接电阻r11的另一端,电容c9的另一端、电容c10的另一端、电容c11的另一端互相连接后接地;升压转换器u3的6脚连接电容c12的一端,电容c12的另一端连接电阻r13的一端后接地,升压转换器u3的7脚、电阻r13的另一端、电阻r12的另一端、电容c13的另一端互相连接。
麦克风阵列,是一组位于空间不同位置的全向麦克风按一定的形状规则布置形成的阵列,是对空间传播声音信号进行空间采样的一种装置,采集到的信号包含了其空间位置信息。根据声源和麦克风阵列之间距离的远近,可将阵列分为近场模型和远场模型。根据麦克风阵列的拓扑结构,则可分为线性阵列、平面阵列、体阵列等。(1)近场模型和远场模型声波是纵波,即媒质中质点沿传播方向运动的波。声波是一种振动波,声源发声振动后,声源四周的媒质跟着振动,声波随着媒质向四周扩散,所以是球面波。根据声源和麦克风阵列距离的远近,可将声场模型分为两种:近场模型和远场模型。近场模型将声波看成球面波,它考虑麦克风阵元接收信号间的幅度差;远场模型则将声波看成平面波,它忽略各阵元接收信号间的幅度差,近似认为各接收信号之间是简单的时延关系。显然远场模型是对实际模型的简化,极大地简化了处理难度。一般语音增强方法就是基于远场模型。近场模型和远场模型的划分没有的标准,一般认为声源离麦克风阵列中心参考点的距离远大于信号波长时为远场;反之,则为近场。设均匀线性阵列相邻阵元之间的距离(又称阵列孔径)为d,声源高频率语音的波长(即声源的小波长)为λmin。语音信号由麦克风阵列直接获得,再进行分离可以得到多路单一麦克风语音信号。
比如几个人围绕Echo谈话的时候,Echo只会识别其中一个人的声音。阵列增益:这个比较容易理解,主要是解决拾音距离的问题,若信号较小,语音识别同样不能保证,通过阵列处理可以适当加大语音信号的能量。模型匹配:这个主要是和语音识别以及语义理解进行匹配,语音交互是一个完整的信号链,从麦克风阵列开始的语音流不可能割裂的存在,必然需要模型匹配在一起。实际上,效果较好的语音交互麦克风阵列,通常是两套算法,一套内嵌于硬件实时处理,另外一套服务于云端匹配语音处理。由8个MIC组成的麦克风阵列麦克风阵列的技术趋势语音信号其实是不好处理的,我们知道信号处理大多基于平稳信号的假设,但是语音信号的特征参数均是随时间而变化的,是典型的非平稳态过程。幸运的是语音信号在一个较短时间内的特性相对稳定(语音分帧),因而可以将其看作是一个准稳态过程,也就是说语音信号具有短时平稳的特性,这才能用主流信号处理方法对其处理。从这点来看,麦克风阵列的基本原理和模型方面就存在较大的局限,也包括声学的非线性处理(现在基本忽略非线性效应),因此基础研究的突破才是未来的根本。另外一个趋势就是麦克风阵列的小型化,麦克风阵列受制于半波长理论的限制。在室内布置合适的麦克风阵列,说话人发声,录下说话人的语音。内蒙古麦克风阵列服务标准
至于麦克风阵列的阵元数量,也就是麦克风数量,可以从2个到上千个不等。内蒙古麦克风阵列服务标准
现在的口径还是较大,声智科技现在可以做到2cm-8cm的间距,但是结构布局仍然还是限制了ID设计的自由性。很多产品采用2个麦克风其实并非成本问题,而是ID设计的考虑。实际上,借鉴雷达领域的合成孔径方法,麦克风阵列可以做的更小,而且这种方法已经在领域成熟验证,移植到消费领域只是时间问题。还有一个趋势是麦克风阵列的低成本化,当前无论是2个麦克风还是4、6个麦克风阵列,成本都是比较高的,这影响了麦克风阵列的普及。低成本化不是简单的更换芯片器件,而是整个结构的重新设计,包括器件、芯片、算法和云端。这里要强调一下,并非2个麦克风的阵列成本就便宜,实际上2个和4个麦克风阵列的相差不大,2个麦克风阵列的成本也要在60元左右,但是这还不包含进行回声抵消的硬件成本,若综合比较,实际上成本相差不大。特别是今年由于新技术的应用,多麦克风阵列的成本下降非常明显。再多说一个趋势就是多人声的处理和识别,其中典型的是鸡尾酒会效应,人的耳朵可以在嘈杂的环境中分辨想要的声音,并且能够同时识别多人说话的声音。现在的麦克风阵列和语音识别还都是单人识别模式,距离多人识别的目标还很远。前面提到了现在的算法思想主要是“抑制”,而不是“利用”。内蒙古麦克风阵列服务标准