内蒙古移动麦克风阵列设计

时间:2022年09月02日 来源:

    还有个重要的虚警率指标,稍微有点声音就乱识别也不行,另外还要考虑阈值的影响,这都是麦克风阵列技术中的陷阱。麦克风阵列的关键技术消费级的麦克风阵列主要面临环境噪声、房间混响、人声叠加、模型噪声、阵列结构等问题,若使用到语音识别场景,还要考虑针对语音识别的优化和匹配等问题。为了解决上述问题,特别是在消费领域的垂直场景应用环境中,关键技术就显得尤为重要。噪声抑制:语音识别倒不需要完全去除噪声,相对来说通话系统中需要的技术则是噪声去除。这里说的噪声一般指环境噪声,比如空调噪声,这类噪声通常不具有空间指向性,能量也不是特别大,不会掩盖正常的语音,只是影响了语音的清晰度和可懂度。这种方法不适合强噪声环境下的处理,但是应付日常场景的语音交互足够了。混响消除:混响在语音识别中是个蛮讨厌的因素,混响去除的效果很大程度影响了语音识别的效果。我们知道,当声源停止发声后,声波在房间内要经过多次反射和吸收,似乎若干个声波混合持续一段时间,这种现象叫做混响。混响会严重影响语音信号处理,比如互相关函数或者波束主瓣,降低测向精度。回声抵消:严格来说,这里不应该叫回声,应该叫“自噪声”。回声是混响的延伸概念。使用无线连接方式操控便携式可视化麦克风阵列。内蒙古移动麦克风阵列设计

    语音转写产品虽然能很好的识别单目标声源的人声并进行转写,但是一旦出现竞争性声源,则无法辨别目标声源,竞争声源的存在导致对目标声源的识别便产生紊乱,无法进行语音到文字的转写和翻译。技术实现要素:为了解决现有同声翻译设备中存在的竞争性声源中辨别目标声源困难、设备体积过大不易携带的问题,本发明提供一种基于麦克风阵列的智能语音转文字及同声翻译系统,其可以智能识别目标声源,去除或降低竞争性噪声,对目标声源进行语音增强后进行语音到文字的转写和翻译,且设备体积较小容易携带。本发明的技术方案是这样的:一种基于麦克风阵列的智能语音转文字及同声翻译系统,其包括:声音采集模块、音频转换模块、语音增强模块、翻译模块;所述声音采集模块智能地选取目标声源,将数据送入所述音频转换模块,进行模拟语音数据和数字语音数据之间的转换;所述语音增强模块通过数字信号处理器向所述音频转换模块中的音频编解码芯片发送控制信号,将所述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;处理过的数字语音信号送入所述翻译模块,按照用户选择的目标语言进行实时翻译。内蒙古移动麦克风阵列设计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。

    微软的SurfaceStudio着实让人惊艳了一把!除了设计以外,大家都感叹PC机也开始使用麦克风阵列了。其实,早前亚马逊Echo和谷歌Home两者PK,除了云端服务,他们在硬件上区别大的就是麦克风阵列技术。AmazonEcho采用的是环形6+1麦克风阵列,而GoogleHome(包括SurfaceStudio)只采用了2麦克风阵列。什么是麦克风阵列技术?学术上有个概念是“传声器阵列”,主要由一定数目的声学传感器组成,用来对声场的空间特性进行采样并处理的系统。而这篇文章讲到的麦克风阵列是其中一个狭义概念,特指应用于语音处理的按一定规则排列的多个麦克风系统,也可以简单理解为2个以上麦克风组成的录音系统。麦克风阵列一般来说有线形、环形和球形之分,严谨的应该说成一字、十字、平面、螺旋、球形及无规则阵列等。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。这样说来,麦克风阵列真的好复杂,别担心,复杂的麦克风阵列主要应用于工业和**领域,消费领域考虑到成本会简化很多。为什么需要麦克风阵列?消费级麦克风阵列的兴起得益于语音交互的市场火热,主要解决远距离语音识别的问题,以保证真实场景下的语音识别率。

    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°。旨在解决现有技术中麦克风阵列操作复杂,携带不便,容易暴露,隐蔽性差等问题。

    能够保证近场环境下的语音识别率,而且成本要低很多。至于单麦语音识别的效果,可以体验下采用单麦识别算法的360儿童机器人。但是若想更好地去除部分噪声,可以选用2麦方案,但是这种方案比较折衷,主要优点就是ID设计简单,在通话模式(也就是给人听)情况下可以去除某个范围内的噪音。但是语音识别(也就是给机器听)的效果和单麦的效果却没有实质区别,成本相对也比较高,若再考虑语音交互终端必要的回声抵消功能,成本还要上升不少。2麦方案大的弊端还是声源定位的能力太差,因此大多是用在手机和耳机等设备上实现通话降噪的效果。这种降噪效果可以采用一个指向性麦克风(比如会议话筒)来模拟,这实际上就是2麦的Endfire结构,也就是1个麦克风通过原理设计模拟了2个麦克风的功能。指向性麦克风的不方便之处就是ID设计需要前后两个开孔,这很麻烦,例如叮咚1代音箱采用的就是这种指向性麦克风方案,因此采用了周边一圈的悬空设计。若希望产品能适应更多用户场景,则可以类似亚马逊Echo一样直接选用4麦以上的麦克风阵列。这里简单给个参考,机器人一般4个麦克风就够了,音箱建议还是选用6个以上麦克风,至于汽车领域,好是选用其他结构形式的麦克风阵列。为了解决单麦克风的这些局限性,利用麦克风阵列进行语音处理的方法应时而生。内蒙古移动麦克风阵列设计

利用设置不同拓扑结构的麦克风阵列获取语音信号,进行基于相位变换加权的可控相应功率的定位算法。内蒙古移动麦克风阵列设计

    这两者的区别就是回声的时延更长。一般来说,超过100毫秒时延的混响,人类能够明显区分出,似乎一个声音同时出现了两次,我们就叫做回声,比如天坛着名的回声壁。实际上,这里所指的是语音交互设备自己发出的声音,比如Echo音箱,当播放歌曲的时候若叫Alexa,这时候麦克风阵列实际上采集了正在播放的音乐和用户所叫的Alexa声音,显然语音识别无法识别这两类声音。回声抵消就是要去掉其中的音乐信息而只保留用户的人声,之所以叫回声抵消,只是延续大家的习惯而已,其实是不恰当的。声源测向:这里没有用声源定位,测向和定位是不太一样的,而消费级麦克风阵列做到测向就可以了,没必要在这方面投入太多成本。声源测向的主要作用就是侦测到与之对话人类的声音以便后续的波束形成。声源测向可以基于能量方法,也可以基于谱估计,阵列也常用TDOA技术。声源测向一般在语音唤醒阶段实现,VAD技术其实就可以包含到这个范畴,也是未来功耗降低的关键研究内容。波束形成:波束形成是通用的信号处理方法,这里是指将一定几何结构排列的麦克风阵列的各麦克风输出信号经过处理(例如加权、时延、求和等)形成空间指向性的方法。波束形成主要是抑制主瓣以外的声音干扰,这里也包括人声。内蒙古移动麦克风阵列设计

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