专利名称：基于双麦克风语音增强装置及方法
基于双麦克风语音增强装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种语音增强装置及方法，尤其涉及一种基于双麦克风语音增强装置 及方法。
背景技术：
随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不 仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移 动电话的通话质量更显重要。由于大量环境噪声的存在，手机等通讯设备的麦克风采集到的语音信号普遍信噪 比不够高，特别是在街道汽车等高噪声环境中，需要提高音量才能使对方听清。所以需要通 过语音增强的方法来提升输入语音的信噪比，改善通讯质量。相关技术单通道语音增强方 法降噪效果有限，并且会对语音造成较大失真，而双麦克风语音增强装置则可以有效的提 高信噪比，相关技术的双麦克风语音增强装置包括麦克风和多种信号处理芯片。然而，相关技术的双麦克风语音增强装置中的多种信号处理芯片是分开设置的， 这种结构使得相关技术的双麦克风语音增强装置的语音增强方法较为复杂，开发成本高。因此，有必要提出一种新的基于双麦克风语音增强装置来解决上述问题。
发明内容本发明需解决的技术问题是提供一种能优化语音增强方法的基于双麦克风语音 增强装置。根据上述的技术问题，设计了一种基于双麦克风语音增强装置，其目的是这样实 现的一种基于双麦克风语音增强装置，包括数字麦克风阵列模块和与所述数字麦克风阵 列模块电连接的信号处理集成芯片，所述数字麦克风阵列模块包括用于接收时域带噪语音 数字信号并将接收的时域带噪语音数字信号输出的第一数字麦克风和第二数字麦克风。其 中，所述信号处理集成芯片内设有第一脉冲密度调制解码器模块，其包括滤波器，用于对时域带噪语音数字信号进 行分帧、降采样及滤波处理，得到初步降采样率数字信号；指向性形成模块，用于将所述初步降采样率数字信号进行指向性形成，得到初步 降噪的指向性输出信号；第二脉冲密度调制解码器模块，用于对所述初步降噪的指向性输出信号进行分 帧、降采样、滤波和加重处理，得到第二降采样率数字信号；语音增强处理模块，用于对所述第二降采样率数字信号进行语音增强处理，得到 去除噪声的语音信号；输出模块，用于输出所述去除噪声的语音信号。优选的，所述第一脉冲密度调制解码器模块包括N级梳状滤波器。优选的，所述第二脉冲密度调制解码器模块包括第一半带滤波器、第二半带滤波器、低通滤波器和高通滤波器。优选的，该装置还包括设有内置空间的壳体，所述壳体内设有挡板，所述挡板将所 述内置空间隔成至少三个互不相通的收容空间，所述第一数字麦克风、第二数字麦克风和 所述信号处理集成芯片分别置于三个所述收容空间内，收容所述第一数字麦克风和第二数 字麦克风的收容空间分别设有第一进声孔和第二进声孔且所述第一进声孔和第二进声孔 位于所述壳体的相对的面上。本发明还提供一种如权利要求1-4所述的基于双麦克风的语音增强装置的语音 增强方法，该方法包括如下步骤步骤SOOl 通过所述第一数字麦克风经所述第一进声孔接收第一时域带噪语音 数字信号；通过所述第二数字麦克风经所述第二进声孔接收第二时域带噪语音数字信号， 并将接收到的所述第一时域带噪语音数字信号和第二时域带噪语音数字信号传送给所述 第一脉冲密度调制解码器模块。步骤S002 通过所述第一脉冲密度调制解码器模块对所述第一时域带噪语音数 字信号和第二时域带噪语音数字信号进行分帧处理，并利用所述N级梳状滤波器对其进行 降采样及滤波处理，得到第一初步降采样率数字信号和第二初步降采样率数字信号。N级梳状滤波器的传递函数形式如下
权利要求
1.一种基于双麦克风语音增强装置，包括数字麦克风阵列模块和与所述数字麦克风阵 列模块电连接的信号处理集成芯片，所述数字麦克风阵列模块包括用于接收时域带噪语音 数字信号并将接收的时域带噪语音数字信号输出的第一数字麦克风和第二数字麦克风，其 特征在于所述信号处理集成芯片内设有第一脉冲密度调制解码器模块，其包括滤波器，用于对时域带噪语音数字信号进行分 帧、降采样及滤波处理，得到初步降采样率数字信号；指向性形成模块，用于将所述初步降采样率数字信号进行指向性形成，得到初步降噪 的指向性输出信号；第二脉冲密度调制解码器模块，用于对所述初步降噪的指向性输出信号进行分帧、降 采样、滤波和加重处理，得到第二降采样率数字信号；语音增强处理模块，用于对所述第二降采样率数字信号进行语音增强处理，得到去除 噪声的语音信号；输出模块，用于输出所述去除噪声的语音信号。
2.根据权利要求1所述的基于双麦克风语音增强装置，其特征在于所述第一脉冲密 度调制解码器模块包括N级梳状滤波器，。
3.根据权利要求2所述的基于双麦克风语音增强装置，其特征在于所述第二脉冲密 度调制解码器模块包括第一半带滤波器、第二半带滤波器、低通滤波器和高通滤波器。
4.根据权利要求3所述的基于双麦克风语音增强装置，其特征在于该装置还包括设 有内置空间的壳体，所述壳体内设有挡板，所述挡板将所述内置空间隔成至少三个互不相 通的收容空间，所述第一数字麦克风、第二数字麦克风和所述信号处理集成芯片分别置于 三个所述收容空间内，收容所述第一数字麦克风和第二数字麦克风的收容空间分别设有第 一进声孔和第二进声孔且所述第一进声孔和第二进声孔位于所述壳体的相对的面上。
5.一种如权利要求1-4所述的基于双麦克风的语音增强装置的语音增强方法，其特征 在于该方法包括如下步骤步骤SOOl 通过所述第一数字麦克风经所述第一进声孔接收第一时域带噪语音数字 信号；通过所述第二数字麦克风经所述第二进声孔接收第二时域带噪语音数字信号，并将 接收到的所述第一时域带噪语音数字信号和第二时域带噪语音数字信号传送给所述第一 脉冲密度调制解码器模块；步骤S002 通过所述第一脉冲密度调制解码器模块对所述第一时域带噪语音数字信 号和第二时域带噪语音数字信号进行分帧处理，并利用所述N级梳状滤波器对其进行降采 样及滤波处理，得到第一初步降采样率数字信号和第二初步降采样率数字信号； N级梳状滤波器的传递函数形式如下 r-1Η(Ζ) = (~Υ,Ζ~1)Ν N为级联阶数，r为抽取比例； r /=0xf 1 (n, m) = X1 (rn，m)X' 2(n，m) = X2(rn, m)，X1, X2分别为第一、第二时域带噪语音数字信号； x' i;x' 2分别为第一、第二初步降采样率数字信号；步骤S003 利用所述指向性形成模块接收所述第一脉冲密度调制解码器模块输出的所述第一初步降采样率数字信号和第二初步降采样率数字信号，并对其进行幅度补偿和相 位补偿处理，得到第一初步降噪指向性信号和第二初步降噪指向性信号，并将所述第一、第 二初步降噪指向性信号相减得到初步降噪指向性输出信号； 经过幅度补偿，形式如下
6.根据权利要求5所述的基于双麦克风的语音增强方法，其特征在于，步骤A004中还 包括采用门限判决对所述衰减增益进行调整；首先设定一阀值、调整值qmod和门限值qfloor ；其次以当前帧修正后的先验信噪比估计值幻为判断，小于某一阈值的增 益系数均乘以调整值qmod，从而进一步抑制噪声；接着将所有小于某阀值的增益系数调整到门限值qfloor，方法如下 ’(mk、= [^oMmM SNRpost(m,k) < θα qKm'q(m,k\ 否则
全文摘要
本发明提供了一种基于双麦克风语音增强装置，包括数字麦克风阵列模块和与所述数字麦克风阵列模块电连接的信号处理集成芯片。其中，所述信号处理集成芯片内设有脉冲密度调制解码器模块、指向性形成模块、语音增强处理模块和输出模块。本发明还提供了一种基于本发明双麦克风语音增强装置的语音增强方法。与相关技术相比，本发明的基于双麦克风语音增强装置中将解码、降噪等芯片集成到一块信号处理芯片中，集成度高。两个数字麦克风不同方向进声，采用指向性形成抑制波束外的背景噪声。其语音增强方法简单，节约开发成本。
文档编号G10L19/14GK102074246SQ20111000104
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月5日 优先权日2011年1月5日
发明者叶利剑 申请人:瑞声光电科技(常州)有限公司, 瑞声声学科技(深圳)有限公司, 瑞声声学科技研发(南京)有限公司