智慧语音处理系统的制作方法

本发明涉及语音处理技术领域，特别涉及一种智慧语音处理系统。

背景技术：

传统的扩音系统结构如图1所示，麦克风100接收的声音信号经过调音台200调节后(例如：调节音量大小，低音或高音等)，再经过音频处理器300和功率放大器400传输至扬声器500，扬声器500将声音信号转换成语音播放出来。

该扩音系统用于室内环境时，扬声器500播放的音频信号会重新被麦克风100拾取，再经过功率放大器400放大播放，形成声波正反馈，当系统音量较大时，非常容易产生啸叫，尤其在远距离使用麦克风100的情况下，常导致啸叫发生。而且由于室内建筑结构、材料、容积、形状等，会影响厅堂对于各种频率的反射和吸收特性，造成厅堂内频率传输特性的不均匀，音频信号音质存在杂音、失真和回声时间过长或过短等缺陷。

技术实现要素：

本发明提出一种智慧语音处理系统，解决现有技术中扩音系统用于室内环境时易产生啸叫、音质存在杂音、失真和回声时间过长或过短的问题。

本发明的一种智慧语音处理系统，包括：语音输入模块、滤波模块、主动降噪消混模块、啸叫抑制模块和语音输出模块；

所述语音输入模块连接麦克风和滤波模块，用于将麦克风采集的语音信号转换成数字信号，并发送至所述滤波模块；

所述滤波模块连接主动降噪消混模块，用于对所述数字信号进行滤波以保留频率在80hz～16khz的数字信号，并将滤波后的数字信号发送至所述主动降噪消混模块；

所述主动降噪消混模块连接啸叫抑制模块，用于对滤波后的数字信号消除环境音及室内墙面反射形成的混响，并将处理后的数字信号发送至所述啸叫处理模块；

所述啸叫抑制模块连接所述语音输出模块，用于根据数字信号抑制啸叫，并将抑制啸叫的数字信号发送至所述语音输出模块；

所述语音输出模块用于将处理后的数字信号转换为语音信号并输出。

其中，啸叫抑制模块包括：

智能反射频谱筛选模块，用于在反馈前将数字信号中麦克风扩声响度提升8～12db；

自动噪声抑制模块，用于抑制数字信号中的环境噪音；

闪避器模块，用于在有话音对应的数字信号输入时自动降低线路输入音量；

矩阵调节模块，用于调节多路输入通道和多路输出通道的路由；

参量均衡模块，用于将80hz～16khz数字信号分为多个频率段，并对多个频率段的信号分别进行不同的提升或衰减均衡处理；

压限器模块，用于限制数字信号中音量电平调整值的最大值和最小值范围。

其中，所述参量均衡模块将80hz～16khz的数字信号分成80hz～1000hz、1001hz～2000hz、2001hz～4000hz、4001hz～8000hz、8001hz～16000hz。

其中，还包括存储模块，所述存储模块中预置专业录音师调教的声学补偿参数，所述智能反射频谱筛选模块、自动噪声抑制模块、闪避器模块、矩阵调节模块、参量均衡模块和压限器模块用于从所述存储模块读取相应的声学补偿参数，以实现对所述数字信号自动处理。

其中，所述语音输入模块用于对鹅颈麦克风、界面麦克风、嵌入式纽扣麦克风、枪式超指向麦克风和天花吊麦克风至少之一的语音进行采集。

其中，所述语音输出模块用于将转换后的语音信号发送至dante网络数字接口。

本发明的智慧语音处理系统通过在语音信号进入调音台前在数字信号模式下分别通过滤波模块、主动降噪消混模块和啸叫抑制模块对数字信号进行预处理，拾取人说话发声主要频率范围，消除环境音及室内墙面反射形成的回声，抑制啸叫，然后将经过预处理的后的数字信号转换成语音信号，再进入传统的扩音系统，从而避免了啸叫及音质存在杂音、失真和回声时间过长或过短的问题，提高了语音质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中扬声系统结构示意图；

图2为本发明实施例的一种智慧语音处理系统；

图3为图2的智慧语音处理系统的扬声系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例的智慧语音处理系统如图2所示，包括：语音输入模块1、滤波模块2、主动降噪消混模块3、啸叫抑制模块4和语音输出模块5。

语音输入模块1用于连接麦克风和滤波模块2，将麦克风采集的语音信号转换成数字信号，并发送至滤波模块2。语音输入模块1可以通过有线或2.4g传输来采用语音信号，适用于有线和2.4g无线传输的麦克风。

滤波模块2连接主动降噪消混模块3，用于对数字信号进行滤波以保留频率在80hz～16khz的数字信号，并将滤波后的数字信号发送至主动降噪消混模块3。因为人说话的声音主要在此区间内，经过这样处理后，即使有高于16khz的声音也不会被麦克风所采集，也不会进入后续的信号处理过程。同时，经过这样滤波后，可以缩小处理信号范围，在一定程度上也能够防止高频信号产生啸叫(因为高频信号更容易引起啸叫)。

主动降噪消混模块3连接啸叫抑制模块4，用于对滤波后的数字信号消除环境音(如：会议室中突然想起的手机铃声、风扇声及室外传进来的杂音等)及室内墙面反射形成的回声，并将处理后的数字信号发送至啸叫处理模块4。

啸叫抑制模块4连接语音输出模块5，用于根据数字信号抑制啸叫，并将抑制啸叫的数字信号发送至语音输出模块5。

语音输出模块5用于将处理后的数字信号转换为语音信号并输出。

如图3所示，实施例的智慧语音处理系统600连接在麦克风100和调音台200之间，调音台200连接音频处理器300，音频处理器300连接功率放大器400，功率放大器400连接扬声器500。本实施例的智慧语音处理系统600的语音输出模块5将预处理后的语音信号发送至调音台200。本实施例的智慧语音处理系统600通过在语音信号进入调音台200前转换成数字信号，并分别通过滤波模块2、主动降噪消混模块3和啸叫抑制模块4对数字信号进行预处理，拾取人说话发声主要频率范围，消除环境音及室内墙面反射形成的回声，抑制啸叫，然后将经过预处理的后的数字信号转换成语音信号，再进入传统的扩音系统，从而避免了啸叫及音质存在杂音、失真和回声时间过长或过短的问题，提高了语音质量。

本实施例中，啸叫抑制模块4包括：

智能反射频谱筛选模块41，用于在反馈前将数字信号中麦克风扩声响度提升8～12db。

自动噪声抑制模块42，用于抑制数字信号中的环境噪音。

闪避器模块43，用于在有话音对应的数字信号输入时自动降低线路输入音量。

矩阵调节模块44，用于调节多路输入通道和多路输出通道的路由。

参量均衡模块45，用于将80hz～16khz数字信号分为多个频率段，并对多个频率段的信号分别进行不同的提升或衰减均衡处理。

压限器模块46，用于限制数字信号中音量电平调整值的最大值和最小值范围。

智能反射频谱筛选模块41、自动噪声抑制模块42、闪避器模块43、矩阵调节模块44、矩阵调节模块44、参量均衡模块45和压限器模块46可根据用户外部输入参数进行调节。

本实施例中，自动噪声抑制模块42抑制数字信号中的环境噪音的具体方式如下：

将adc采样的数据划分成1024点为一组，也可以是更多的点，点越多分辨率越大。

每组进行1024点fft(fastfouriertransform，快速傅立叶变换)变换，对频域1024个复数计算1024个瞬时能量，即模方。

将瞬时能量与门限值比较，确定超过门限值的啸叫点序号；

将啸叫点映射到频率值；

采用波形表查找法或cordic产生移相函数；

将频率值和所述移相函数相乘；

对相乘结果做ifft(逆快速傅立叶变换)运算，以得到补偿啸叫点后的数字信号。

采用上述步骤在数字信号的状态下能够对啸叫点进行准确地检测并抑制，从而提升了语音质量。

本实施例中，参量均衡模块45将80hz～16khz的数字信号分成80hz～1000hz、1001hz～2000hz、2001hz～4000hz、4001hz～8000hz和8001hz～16000hz，进行分段调节。参量均衡模块45主要作用是对于音频信号中的损失部分(主要是频率的损失)进行补偿或衰减，从而使得音频频段中的频谱得到平衡，分段调节更有利于音频频段中的频谱得到平衡。

本实施例的智慧语音处理系统还包括存储模块6，存储模块6中预置专业录音师调教的声学补偿参数，智能反射频谱筛选模块41、自动噪声抑制模块42、闪避器模块43、矩阵调节模块44、参量均衡模块45和压限器模块46用于从存储模块6中读取相应的声学补偿参数，以实现对数字信号的自动处理。预置专业录音师调教的声学补偿参数，让非音响工程、录音专业人士可方便地完成安装调试。

本实施例中，语音输入模块1用于对鹅颈麦克风、界面麦克风、嵌入式纽扣麦克风、枪式超指向麦克风和天花吊麦克风至少之一的语音进行采集，可以多麦克风同时或分时采集语音信号。

语音输出模块5用于将转换后的语音信号发送至dante网络数字接口，dante网络数字接口可同时输出到多个扬声器。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。