自校准的远场语音交互设备及远场语音自校准方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106340305A(43)申请公布日2017.01.18(21)申请号201610974245.3(22)申请日2016.11.04(71)申请人北京声智科技有限公司地址100086北京市海淀区北三环西路25号27号楼二层2022室(72)发明人陈日林冯大航陈孝良常乐(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人任岩(51)Int.Cl.G10L21/0216(2013.01)G10L21/0316(2013.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称自校准的远场语音交互设备及远场语音自校准方法(57)摘要本发明提供了一种自校准的远场语音交互设备及远场语音自校准方法，麦克风阵列采集远场语音信号，自校准和语音识别终端对由麦克风通道增益和信号传播衰减引起的误差进行校准，得到增强语音输出。本发明利用通道增益校准的方式，保证各个麦克风通道相对增益一致，提高了后端GSC的性能；采用语音段作为校准声源，后续处理保证语音损伤较小，有利于目标信号的消除和噪声干扰信号的保留；还可以自动判断麦克风工作状态，能够保证在麦克风损坏情况下，设备仍然能够正常工作，提高了设备的稳健性。CN106340305ACN106340305A权利要求书1/2页1.一种自校准的远场语音交互设备，其特征在于，包括：麦克风阵列与自校准和语音识别终端，所述麦克风阵列与所述自校准和语音识别终端电性连接；所述麦克风阵列采集远场语音信号，并将所述远场语音信号传输至所述自校准和语音识别终端，其中，所述远场语音信号包含由麦克风通道增益和信号传播衰减引起的误差；所述自校准和语音识别终端对所述误差进行校准，得到增强语音输出。2.如权利要求1所述的远场语音交互设备，其特征在于，所述自校准和语音识别终端包括：自校准模块和广义旁瓣对消器，所述麦克风阵列连接自校准模块，所述自校准模块连接所述广义旁瓣对消器，其中，所述自校准模块对所述误差进行校准，校准后的远场语音信号传输至所述广义旁瓣对消器；所述广义旁瓣对消器对校准后的远场语音信号进行处理，得到增强语音输出。3.如权利要求2所述的远场语音交互设备，其特征在于，所述自校准模块包括：语音活动检测模块、相对增益计算模块和增益校准模块；其中，所述语音活动检测模块选取麦克风阵列的一个麦克风作为参考通道，利用所述参考通道提取远场语音信号中的语音段；所述相对增益计算模块连接所述语音活动检测模块，利用所述语音段计算麦克风阵列中的其他麦克风相对于所述参考通道的相对增益；所述增益校准模块连接所述相对增益计算模块，根据所述相对增益，将其他麦克风的语音段调整到参考通道的增益水平，得到校准后的远场语音信号。4.如权利要求2所述的远场语音交互设备，其特征在于，所述广义旁瓣对消器包括：固定波束形成模块、阻塞矩阵模块、自适应噪声抵消模块；其中，校准后的远场语音信号分别进入固定波束形成模块和阻塞矩阵模块；固定波束形成模块对校准后的远场语音信号进行处理，生成语音参考信号；阻塞矩阵模块对校准后的远场语音信号进行处理，生成噪声参考信号，语音参考信号与经过自适应噪声抵消模块的噪声参考信号求差，得到增强语音输出。5.如权利要求4所述的远场语音交互设备，其特征在于，所述广义旁瓣对消器还包括：除法器和语音段判定模块，所述除法器得到所述语音参考信号与所述噪声参考信号的比值，并将所述比值反馈至所述语音段判定模块；所述语音段判定模块根据所述比值提取远场语音信号中的语音段。6.如权利要求3所述的远场语音交互设备，其特征在于，所述自校准模块还包括：固定波束形成参数校准模块；所述固定波束形成参数校准模块连接所述相对增益计算模块，根据所述相对增益检测无法正常工作的麦克风，得到校准后的固定波束形成参数；广义旁瓣对消器利用校准后的固定波束形成参数对校准后的远场语音信号进行处理，得到增强语音输出。7.如权利要求6所述的远场语音交互没备，其特征在于，还包括：控制端，所述控制端控制所述固定波束形成参数校准模块的开启。8.如权利要求6所述的远场语音交互设备，其特征在于，所述麦克风阵列的麦克风设置2CN106340305A权利要求书2/2页有按键，通过所述按键控制所述固定波束形成参数校准模块的开启。9.一种远场语音交互设备的自校准方法，其特征在于，利用权利要求1所述的远场语音交互设备进行自校准，包括：采集步骤：采集远场语音信号；校准步骤：对远场语音信号的由麦克风通道增益和信号传播衰减引起的误差进行校准；处理步骤：对校准后的远场语音信号进行处理，得到增强语音输出。10.如权利要求9所述的自校准方法，其特征在于，所述校准步骤还包括：检测麦克风阵列的工作状态，校准固定波束形成参数；所述处理步骤包括：利用校准后的固定波束