用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及語(yǔ)音識(shí)別處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，例如:車載語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)、遠(yuǎn)場(chǎng)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，語(yǔ)音輸入法系統(tǒng)以及智能家居系統(tǒng)。在真實(shí)的聲場(chǎng)環(huán)境，尤其是遠(yuǎn)場(chǎng)拾音中，麥克風(fēng)接收到的語(yǔ)音通常會(huì)帶有不同程度的回聲，這給現(xiàn)有的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)帶來(lái)了極大的困難。
[0003]為了提高語(yǔ)音識(shí)別性能，在語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)前端加入回聲消除模塊來(lái)抵消回聲干擾信號(hào)，但是當(dāng)麥克風(fēng)與揚(yáng)聲器電路不同步時(shí)，會(huì)導(dǎo)致回聲消除模塊中的自適應(yīng)濾波器發(fā)散而無(wú)法正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請(qǐng)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0005]為此，本申請(qǐng)的第一個(gè)目的在于提出一種用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法，該方法實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤揚(yáng)聲器與麥克風(fēng)之間的時(shí)延差，保證了自適應(yīng)濾波器可靠而穩(wěn)定的運(yùn)行，提高了語(yǔ)音系統(tǒng)識(shí)別的穩(wěn)健性。
[0006]本申請(qǐng)的第二個(gè)目的在于提出一種用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理裝置。
[0007]為達(dá)上述目的，本申請(qǐng)第一方面實(shí)施例提出了一種用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法，包括:若檢測(cè)存在語(yǔ)音信號(hào)，根據(jù)揚(yáng)聲器播出信號(hào)的第一時(shí)間與麥克風(fēng)接收回聲信號(hào)的第二時(shí)間確定回聲路徑時(shí)延；根據(jù)所述回聲路徑時(shí)延和自適應(yīng)濾波器的處理幀長(zhǎng)對(duì)所述回聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償，并跟蹤所述回聲信號(hào)進(jìn)行消除。
[0008]本申請(qǐng)實(shí)施例的用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法，首先若檢測(cè)存在語(yǔ)音信號(hào)，根據(jù)揚(yáng)聲器播出信號(hào)的第一時(shí)間與麥克風(fēng)接收回聲信號(hào)的第二時(shí)間確定回聲路徑時(shí)延；根據(jù)所述回聲路徑時(shí)延和自適應(yīng)濾波器的處理幀長(zhǎng)對(duì)所述回聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償，并跟蹤所述回聲信號(hào)進(jìn)行消除。由此，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤揚(yáng)聲器與麥克風(fēng)之間的時(shí)延差，保證了自適應(yīng)濾波器可靠而穩(wěn)定的運(yùn)行，提高了語(yǔ)音系統(tǒng)識(shí)別的穩(wěn)健性。
[0009]為達(dá)上述目的，本申請(qǐng)第二方面實(shí)施例提出了一種用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理裝置，包括:語(yǔ)音檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)是否存在語(yǔ)音信號(hào)；時(shí)延估計(jì)模塊，用于若檢測(cè)存在語(yǔ)音信號(hào)，根據(jù)揚(yáng)聲器播出信號(hào)的第一時(shí)間與麥克風(fēng)接收回聲信號(hào)的第二時(shí)間確定回聲路徑時(shí)延，根據(jù)所述回聲路徑時(shí)延和自適應(yīng)濾波器的處理幀長(zhǎng)對(duì)所述回聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償；回聲消除模塊，用于跟蹤所述回聲信號(hào)進(jìn)行消除。
[0010]本申請(qǐng)實(shí)施例的用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理裝置，通過(guò)語(yǔ)音檢測(cè)模塊檢測(cè)是否存在語(yǔ)音信號(hào)，若檢測(cè)存在語(yǔ)音信號(hào)，通過(guò)時(shí)延估計(jì)模塊根據(jù)揚(yáng)聲器播出信號(hào)的第一時(shí)間與麥克風(fēng)接收回聲信號(hào)的第二時(shí)間確定回聲路徑時(shí)延，根據(jù)所述回聲路徑時(shí)延和自適應(yīng)濾波器的處理幀長(zhǎng)對(duì)所述回聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償；通過(guò)回聲消除模塊跟蹤所述回聲信號(hào)進(jìn)行消除。由此，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤揚(yáng)聲器與麥克風(fēng)之間的時(shí)延差，保證了自適應(yīng)濾波器可靠而穩(wěn)定的運(yùn)行，提高了語(yǔ)音系統(tǒng)識(shí)別的穩(wěn)健性。
【附圖說(shuō)明】
[0011]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0012]圖1是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法的流程圖；
[0013]圖2為聲學(xué)回聲信號(hào)形成過(guò)程示意圖；
[0014]圖3為圖2所示回聲信號(hào)中揚(yáng)聲器信號(hào)與麥克風(fēng)信號(hào)的相對(duì)時(shí)延關(guān)系示意圖；
[0015]圖4是本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施例的用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法的流程圖；
[0016]圖5是圖4所示實(shí)施例的信號(hào)處理過(guò)程示意圖；
[0017]圖6為語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)高通濾波的幅頻響應(yīng)圖；
[0018]圖7為高通濾波處理前后的時(shí)域波形和頻譜圖；
[0019]圖8為對(duì)語(yǔ)音信號(hào)自動(dòng)增益控制處理的幅度放大示意圖；
[0020]圖9為對(duì)語(yǔ)音信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍控制處理的幅度放大示意圖；
[0021]圖10是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖11是本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施例的用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面詳細(xì)描述本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本申請(qǐng)，而不能理解為對(duì)本申請(qǐng)的限制。
[0024]下面參考附圖描述本申請(qǐng)實(shí)施例的用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法及裝置。
[0025]圖1是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法的流程圖。
[0026]如圖1所示，該用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法包括:
[0027]步驟101，若檢測(cè)存在語(yǔ)音信號(hào)，根據(jù)揚(yáng)聲器播出信號(hào)的第一時(shí)間與麥克風(fēng)接收回聲信號(hào)的第二時(shí)間確定回聲路徑時(shí)延。
[0028]步驟102，根據(jù)所述回聲路徑時(shí)延和自適應(yīng)濾波器的處理幀長(zhǎng)對(duì)所述回聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償，并跟蹤所述回聲信號(hào)進(jìn)行消除。
[0029]具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例提供的用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法用于語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)對(duì)所接收的語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理過(guò)程。在語(yǔ)音識(shí)別的過(guò)程中，回聲干擾會(huì)降低語(yǔ)音識(shí)別性能，圖2為聲學(xué)回聲信號(hào)形成過(guò)程示意圖，如圖2所示，終端設(shè)備的揚(yáng)聲器播出的聲音經(jīng)路徑傳遞后再次進(jìn)入麥克風(fēng)形成回聲，這樣的回聲在語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)中需要通過(guò)回聲消除技術(shù)(AEC)將回聲消除。
[0030]因此，在語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)前端，首先實(shí)時(shí)檢測(cè)是否存在語(yǔ)音信號(hào)，如果存在語(yǔ)音信號(hào)，則根據(jù)揚(yáng)聲器播出信號(hào)的第一時(shí)間與麥克風(fēng)接收回聲信號(hào)的第二時(shí)間確定回聲路徑時(shí)延(TDE)，即第二時(shí)間與第一時(shí)間的時(shí)間差為回聲路徑時(shí)延。參見(jiàn)圖2，由于揚(yáng)聲器播出的聲音通過(guò)各種傳播路徑再次進(jìn)入麥克風(fēng)形成回聲，因此，實(shí)際揚(yáng)聲器播出的信號(hào)(圖2中(a)點(diǎn))與麥克風(fēng)通過(guò)不同傳播路徑接受到的回聲信號(hào)(圖2中(b)點(diǎn))之間的時(shí)延關(guān)系不同，即回聲路徑時(shí)延不同，圖3為圖2所示回聲信號(hào)中揚(yáng)聲器信號(hào)與麥克風(fēng)信號(hào)的相對(duì)時(shí)延關(guān)系示意圖，揚(yáng)聲器信號(hào)(a)與麥克風(fēng)信號(hào)的相對(duì)時(shí)延關(guān)系可以表示為圖3中的(b)、(b，)和(b，，)。
[0031]根據(jù)回聲路徑時(shí)延和自適應(yīng)濾波器的處理幀長(zhǎng)對(duì)所述回聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償，并跟蹤所述回聲信號(hào)進(jìn)行消除。參見(jiàn)圖3具體說(shuō)明如下:揚(yáng)聲器信號(hào)(a)與麥克風(fēng)信號(hào)的相對(duì)時(shí)延關(guān)系可以表示為圖3中的(b)、(b’ )和(b”)，考慮到回聲消除處理中的自適應(yīng)濾波器對(duì)語(yǔ)音信號(hào)是進(jìn)行分幀處理的，其中，“ τ ”為幀長(zhǎng)。因此，針對(duì)(b)所示的情況，回聲路徑時(shí)延大于零且小于處理幀長(zhǎng)，因此，自適應(yīng)濾波器可以正常的跟蹤與處理；，針對(duì)(b’)所示的情況，回聲路徑時(shí)延大于等于處理幀長(zhǎng)，根據(jù)回聲路徑時(shí)延將回聲信號(hào)提前到所述處理幀長(zhǎng)中；針對(duì)圖6中(b”)的情形，當(dāng)回聲路徑時(shí)延小于零，即出現(xiàn)了非因果，例如揚(yáng)聲器的信號(hào)播放一段時(shí)間后，麥克風(fēng)才進(jìn)行正常的接收工作，此時(shí)根據(jù)回聲路徑時(shí)延將回聲信號(hào)延遲到處理幀長(zhǎng)中。從而當(dāng)出現(xiàn)麥克風(fēng)與揚(yáng)聲器電路不同步時(shí)，自適應(yīng)濾波器根據(jù)回聲路徑時(shí)延追蹤處理對(duì)回聲進(jìn)行消除。
[0032]本實(shí)施例的用于語(yǔ)音識(shí)別的信號(hào)前端處理方法，首先若檢測(cè)存在語(yǔ)音信號(hào)，根據(jù)揚(yáng)聲器播出信號(hào)的第一時(shí)間與麥克風(fēng)接收回聲信號(hào)的第二時(shí)間確定回聲路徑時(shí)延；根據(jù)所述回聲路徑時(shí)延和自適應(yīng)濾波器的處理幀長(zhǎng)對(duì)所述回聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償，并跟蹤所述回聲信號(hào)