[实用新型]一种基于麦克风阵列的语音增强装置

说明书

本实用新型公开了一种基于麦克风阵列的语音增强装置，该装置包括麦克风阵列、去混响估计预处理模块、回声消除及估计预处理模块以及波束形成模块。该装置实现了对麦克风语音信号的采集、去混响以及回声消除等处理，保证了语音信号的清晰度；整个装置由AD转换、DA转换以及数字信号处理单元构成，简化了整个装置的电路结构，且整个装置的输出经由波束形成模块形成一路的增强的语音信号，避免了多路输出而导致语音清晰度低的问题，更好地保证了语音信号的清晰度。此外，本实用新型所提供的语音增强装置数据处理速率高，语音信号同步性强。

技术领域

本实用新型涉及一种语音增强装置，尤其是一种基于麦克风阵列的语音增强装置。

背景技术

在现代通信应用场景中，人们开始更多的使用免提设备进行通话和交流，比如扬声器系统、视频会议系统、笔记本电脑和平板电脑。在这些系统中，扬声器通常位于一个封闭的房间内，离麦克风相对较近。这种应用场景导致了在一般非免提设备中不存在的声学信号处理的挑战，而且随着扬声器和麦克风之间的距离增加也会大大降低了通话的信噪比(SNR)。

此外，实际生活中，语音通信应用中，语音信号中存在有混响信号和回声，其中混响信号在一些情况下非常有必要的，但即便如此混响信号也会对许多应用程序产生重要的影响，例如，当混响存在时，自动语音识别系统的性能会受到很严重的影响，而且在自动音乐转录时也存在同样的问题；此外，混响也会影响语音的清晰度，尤其是对于听障听众。

但现有的语音增强装置电路结构复杂，增强后的语音信号清晰度较低。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的语音增强装置所存在的电路结构复杂，运算量大而影响装置同步性的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单以及能够保证语音清晰度的基于麦克风阵列的语音增强装置。

为实现本实用新型的目的，在此所提供的一种基于麦克风阵列的语音增强装置包括：

麦克风阵列；

回声消除及估计预处理模块，该模块包括两路AD转换单元、数字信号处理单元以及一路DA转换单元，两路AD转换单元的输出的两路数字信号分别输入所述数字信号处理单元，所述数字信号处理单元输出一路数字信号输入所述DA转换电路，所述DA转换电路输出的一路模拟信号作为所述回声消除及估计预处理模块的输出；

去混响估计预处理模块，该模块包括一路AD转换单元、数字信号处理单元以及一路DA转换单元，所述AD转换单元的输出的数字信号输入所述数字信号处理单元，所述数字信号处理单元输出一路数字信号输入所述DA转换电路，所述DA转换电路输出的一路模拟信号作为所述去混响估计预处理模块的输出；

波束形成模块，该模块包括N路AD转换单元、数字信号处理单元以及一路DA转换单元，N路AD转换单元输出的N路数字信号输入所述数字信号处理单元，所述数字信号处理单元输出一路数字信号输入所述DA转换电路，所述DA转换电路输出的模拟信号为整个装置的输出，输出最终的增强信号S_out；

所述麦克风阵列的输出信号输入所述去混响估计预处理模块的AD转换单元，所述去混响估计预处理模块中的DA转换单元的输出的模拟信号输入所述回声消除及估计预处理模块中的AD转换单元，所述回声消除及估计预处理模块中的DA转换电路输出的模拟信号输入所述波束形成模块中的N路AD转换单元中的一路。

本实用新型所提供的语音增强装置通过麦克风阵列、去混响估计预处理模块、回声消除及估计预处理模块以及波束形成模块实现了对麦克风语音信号的采集、去混响以及回声消除等处理，保证了语音信号的清晰度；此外，整个装置由AD转换、DA转换以及数字信号处理单元构成，简化了整个装置的电路结构，且整个装置的输出经由波束形成模块形成一路的增强的语音信号，避免了多路输出而导致语音清晰度低的问题，更好地保证了语音信号的清晰度。