本發(fā)明涉及了拾音技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及了一種基于分布式麥克風(fēng)的拾音裝置。

背景技術(shù)：

我們所處的環(huán)境中常常伴隨著各種噪聲，例如，房間內(nèi)的電視機(jī)聲和風(fēng)扇聲、汽車內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)聲、馬路上的汽車行駛聲、咖啡廳內(nèi)的Babble噪聲等。噪聲對(duì)多種語(yǔ)音處理系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。而且，目前的語(yǔ)音采集系統(tǒng)無(wú)論是遠(yuǎn)場(chǎng)還是近場(chǎng)都需要足夠的聲壓輸入，特別是針對(duì)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)；在語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)中，噪聲及低的聲壓輸入，使得語(yǔ)音識(shí)別率下降，甚至使識(shí)別系統(tǒng)完全失效，影響交互的體驗(yàn)感。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于分布式麥克風(fēng)的拾音裝置，通過分布式麥克風(fēng)作為拾音矩陣，使得麥克風(fēng)更加靠近使用者，可以降低對(duì)于語(yǔ)音輸入聲壓的需求；對(duì)各麥克風(fēng)采集的語(yǔ)音信息根據(jù)時(shí)間特征值進(jìn)行初篩，并對(duì)初篩結(jié)果采用最大似然估計(jì)法進(jìn)行分析，最后獲得純凈且精確度高的語(yǔ)音輸出，以提高語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確率，同時(shí)提高用戶的體驗(yàn)感。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種基于分布式麥克風(fēng)的拾音裝置，包括：分布式麥克風(fēng)、與各麥克風(fēng)無(wú)線通信連接的主控制器；所述麥克風(fēng)包括音頻采集模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)鐘及無(wú)線通信模塊，所述音頻采集模塊經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與無(wú)線通信模塊連接，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)鐘與無(wú)線通信模塊連接；所述主控制器包括初篩模塊及數(shù)據(jù)分析模塊，所述初篩模塊用于根據(jù)各麥克風(fēng)的時(shí)間特征值進(jìn)行預(yù)處理得到初篩的多個(gè)數(shù)字信號(hào)；所述數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)初篩的多個(gè)數(shù)字信號(hào)采用最大似然估計(jì)法進(jìn)行分析，取最大概率的數(shù)字信號(hào)作為語(yǔ)音輸出；其中，所述各麥克風(fēng)分別將各自的數(shù)字信號(hào)和時(shí)間特征值傳輸至所述主控制器。

進(jìn)一步地，所述麥克風(fēng)還包括回聲降噪處理模塊，其分別與所述音頻采集模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。

本發(fā)明具有如下有益效果：通過分布式麥克風(fēng)作為拾音矩陣，使得麥克風(fēng)更加靠近使用者，可以降低對(duì)于語(yǔ)音輸入聲壓的需求；對(duì)各麥克風(fēng)采集的語(yǔ)音信息根據(jù)時(shí)間特征值進(jìn)行初篩，并對(duì)初篩結(jié)果采用最大似然估計(jì)法進(jìn)行分析，最后獲得純凈且精確度高的語(yǔ)音輸出，以提高語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確率，同時(shí)提高用戶的體驗(yàn)感。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明拾音篩選方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明拾音裝置的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示，一種基于分布式麥克風(fēng)的拾音篩選方法，具體包括以下步驟：

步驟a、初始化分布式麥克風(fēng)，即對(duì)各麥克風(fēng)及主控制器進(jìn)行時(shí)間同步；各麥克風(fēng)分別與所述主控制器無(wú)線通信連接；

步驟b、各麥克風(fēng)采集語(yǔ)音信息并轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)和時(shí)間特征值傳輸至所述主控制器；

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，設(shè)置多個(gè)麥克風(fēng)，建立由多個(gè)麥克風(fēng)和主控制器構(gòu)成的基于Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)(又稱臨時(shí)自組織網(wǎng)絡(luò))的分布式麥克風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，各麥克風(fēng)分別與主控制器相互通信。該主控制器設(shè)置在語(yǔ)音識(shí)別裝置或電子設(shè)備內(nèi)。

在麥克風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為每一個(gè)麥克風(fēng)；每一麥克風(fēng)包括音頻采集模塊、回聲降噪處理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、無(wú)線通信模塊，所述音頻采集模塊經(jīng)回聲降噪處理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與無(wú)線通信模塊連接；其中，音頻采集模塊用于采集所處環(huán)境中使用者的語(yǔ)音信息，所述回聲降噪處理模塊用于采集的語(yǔ)音信息進(jìn)行回聲降噪處理，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將回聲降噪處理后的語(yǔ)音信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)；還包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)鐘，與無(wú)線通信模塊連接，其用于同步各麥克風(fēng)和主控制器模塊的時(shí)間，基于NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議進(jìn)行同步；該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)鐘優(yōu)選設(shè)置在所述無(wú)線通信模塊上，當(dāng)音頻采集模塊開始采集音頻時(shí)，讀取該無(wú)線通信模塊上的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘，作為時(shí)間特征值；所述無(wú)線通信模塊用于負(fù)責(zé)麥克風(fēng)與主控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸，該數(shù)據(jù)包括數(shù)字信號(hào)及時(shí)間特征值。

步驟c、所述主控制器根據(jù)各麥克風(fēng)的時(shí)間特征值，預(yù)處理得到初篩的多個(gè)數(shù)字信號(hào)；

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，音頻采集模塊開始信號(hào)采樣時(shí)會(huì)同步加入時(shí)間參數(shù)，即時(shí)間特征值，該時(shí)間參數(shù)和所述主控制器的時(shí)間參數(shù)是同步的，也就是說(shuō)，所述主控制器與多個(gè)麥克風(fēng)是統(tǒng)一使用一個(gè)時(shí)鐘來(lái)采樣數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)離聲源的麥克風(fēng)的時(shí)間特征值與靠近聲源的麥克風(fēng)的時(shí)間特征值不同，而靠近聲源的多個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)間特征值相近，則可通過接收到的若干個(gè)時(shí)間特征值，初步劃定聲源的位置，可以根據(jù)相應(yīng)的算法選取最優(yōu)化的多個(gè)初篩的數(shù)字信號(hào)。

所述算法是根據(jù)聲音的傳波時(shí)間差來(lái)判斷聲源和麥克風(fēng)之間的距離；多個(gè)初篩的數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的麥克風(fēng)離聲源最近或較接近。

步驟d、對(duì)初篩的多個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行最大似然估計(jì)法分析，取最大概率的數(shù)字信號(hào)作為語(yǔ)音輸出，完成拾音。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，所述最大似然估計(jì)法具體為：多個(gè)初篩的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行比較，分析出背景噪音信號(hào)，然后濾除背景噪音，獲取清晰的語(yǔ)音指令數(shù)據(jù)，再比較各路語(yǔ)音指令數(shù)據(jù)，從而獲取最大似然估計(jì)的數(shù)字信號(hào)作為語(yǔ)音輸出，完成拾音。

需要說(shuō)明的是，所述最大似然估計(jì)法運(yùn)算過程中，所采用的步驟算法均可由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在本發(fā)明中并沒有特別的限制。

該拾音篩選方法通過分布式麥克風(fēng)作為拾音矩陣，使得麥克風(fēng)更加靠近使用者，可以降低對(duì)于語(yǔ)音輸入聲壓的需求；對(duì)各麥克風(fēng)采集的語(yǔ)音信息根據(jù)時(shí)間特征值進(jìn)行初篩，并對(duì)初篩結(jié)果采用最大似然估計(jì)法分析，最后獲得純凈且精確度高的語(yǔ)音輸出，以提高語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確率，同時(shí)提高用戶的體驗(yàn)感。

如圖2所示，一種基于分布式麥克風(fēng)的拾音裝置，包括：分布式麥克風(fēng)、與各麥克風(fēng)無(wú)線通信連接的主控制器；所述麥克風(fēng)包括音頻采集模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)鐘及無(wú)線通信模塊，所述音頻采集模塊經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與無(wú)線通信模塊連接，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)鐘與無(wú)線通信模塊連接；所述主控制器包括初篩模塊及數(shù)據(jù)分析模塊，所述初篩模塊用于根據(jù)各麥克風(fēng)的時(shí)間特征值進(jìn)行預(yù)處理得到初篩的多個(gè)數(shù)字信號(hào)；所述數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)初篩的多個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行最大似然估計(jì)法分析，取最大概率的數(shù)字信號(hào)作為語(yǔ)音輸出；其中，所述各麥克風(fēng)分別將各自的數(shù)字信號(hào)和時(shí)間特征值傳輸至所述主控制器。

所述主控制器還包括存儲(chǔ)模塊，分別與所述初篩模塊及數(shù)據(jù)分析模塊連接，用于儲(chǔ)存分析前后的數(shù)據(jù)。所述主控制器優(yōu)選設(shè)置在某一麥克風(fēng)內(nèi)，或設(shè)置在與所述拾音裝置配合使用的電子設(shè)備上，如語(yǔ)音識(shí)別裝置等等。

所述麥克風(fēng)還包括回聲降噪處理模塊，其分別與所述音頻采集模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。