[发明专利]提高人声品质方法以及装置

说明书

本发明提出一种提高人声品质方法以及装置。该方法包括自麦克风阵列接收多个声学信号；自加速度检测器接收多个检测信号；利用波束成形器根据声学信号而产生语音输出信号以及噪声输出信号；根据检测信号，最佳估计语音输出信号而产生最佳估计信号；根据语音输出信号以及最佳估计信号，最佳估计语音输出信号；以及根据语音输出信号以及最佳估计信号，产生混和信号。

技术领域

本发明涉及一种用以提高人声品质的方法以及装置。

背景技术

由于骨传导传感器对声学环境中的环境噪声具有免疫力，因此早已对骨传导传感器进行研究并用于改善通信设备中的人声(voice)品质。然而与一般的空气传声麦克风不同是，这些传感器信号或骨传导信号只能良好地表示人声信号中的低频部分，而一般的空气传声麦克风可以提取较宽频带的声音，包括人声信号或背景噪声。因此，对于在嘈杂环境中使用的通信设备，将传感器或骨传导信号与空气传导声信号相结合以提高人声品质是非常令人感兴趣的。

发明内容

本发明在此提出用以提高人声品质的方法以及装置，在穿戴式装置中利用来自加速度检测器以及麦克风阵列的信号进行语音增强，其中穿戴式装置如耳塞式耳机、项链(neckbands)以及眼镜。来自加速度检测器以及麦克风阵列的所有信号，皆在时域以及频域中处理以利语音增强。

有鉴于此，本发明提出一种提高人声品质方法，包括自一麦克风阵列接收多个声学信号；自一加速度检测器接收多个检测信号；利用一波束成形器根据上述声学信号而产生一语音输出信号以及一噪声输出信号；根据上述检测信号，最佳估计上述语音输出信号而产生一最佳估计信号；根据上述语音输出信号以及上述最佳估计信号，最佳估计上述语音输出信号；以及根据上述语音输出信号以及上述最佳估计信号，产生一混和信号。

根据本发明的一实施例，提高人声品质方法还包括将来自上述麦克风阵列的上述声学信号的直流部分移除，并前置放大上述声学信号而产生多个前置放大声学信号；以及对上述前置放大声学信号执行快速傅立叶变换而产生多个频域声学信号。

根据本发明的一实施例，上述利用上述波束成形器根据上述声学信号而产生上述语音输出信号以及上述噪声输出信号的步骤还包括将一空间滤波器应用于上述频域声学信号而产生上述语音输出信号以及上述噪声输出信号。上述语音输出信号指向一目标语音的一第一方向，上述噪声输出信号指向一第二方向，其中上述第二方向与上述第一方向相反。

根据本发明的一实施例，上述检测信号包括一X轴检测信号、一Y轴检测信号以及一Z轴检测信号，上述提高人声方法还包括将来自上述加速度检测器的上述X轴检测信号、上述Y轴检测信号以及上述Z轴检测信号的直流部分移除，并且前置放大上述X轴检测信号、上述Y轴检测信号以及上述Z轴检测信号而产生一X轴前置信号、一Y轴前置信号以及一Z轴前置信号；以及对上述X轴前置信号、上述Y轴前置信号以及上述Z轴前置信号执行快速傅立叶变换，而分别产生一X轴频域信号、一Y轴频域信号以及一Z轴频域信号。

根据本发明的一实施例，上述根据上述检测信号最佳估计上述语音输出信号而产生上述最佳估计信号的步骤还包括将一适应性算法施加于上述X轴频域信号以及上述语音输出信号而产生一第一估计信号；将上述适应性算法施加于上述Y轴频域信号以及上述语音输出信号而产生一第二估计信号；将上述适应性算法施加于上述Z轴频域信号以及上述语音输出信号而产生一第三估计信号；以及自上述第一估计信号、上述第二估计信号以及上述第三估计信号选择具有一最大振幅者而产生上述最佳估计信号。

根据本发明的一实施例，上述适应性算法为一最小均方算法。上述X轴频域信号以及上述语音输出信号之间的均方误差、上述Y轴频域信号以及上述语音输出信号之间的均方误差以及上述Z轴频域信号以及上述语音输出信号之间的均方误差皆为最小。

根据本发明的另一实施例，上述适应性算法为一最小二乘算法。上述X轴频域信号以及上述语音输出信号之间的平方误差、上述Y轴频域信号以及上述语音输出信号之间的平方误差以及上述Z轴频域信号以及上述语音输出信号之间的平方误差皆为最小。