[实用新型]一种基于麦克风阵列的多通道语音处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种语音处理装置，更具体而言，涉及一种基于麦克风阵列的多通道语音处理装置。

背景技术

语音通信是现代通信手段中不可或缺的一部分。但是语音信号质量常受到诸如车载系统、电话会议、远程视频会议等外界环境噪声及通信设备自身噪声的干扰。这些噪声干扰降低了语音信号的可懂度，使人机通信、人与人之间的交流变得困难。因此，有必要采用语音采集及增强处理接收到的语音信号,达到抑制噪声、消除干扰、提高语音通信质量的目的。由于融合了信号的空时信息，基于麦克风阵列的语音处理技术已成为目前该领域的研究及应用热点。

中国专利公开号为CN203301719U“一种多麦克风语音通信”中，设计了一种在背景噪音和多语音环境下多麦克风语音通信的电子产品，包括RF收发电路、DSP处理电路和语音输入电路。语音输入电路为3个麦克风，摆放位置不固定，且分开配置，一部分为内置麦克风，另一部分为外置麦克风。其中至少有一个麦克风远离声源，用于测量背景噪声。用于采集背景噪声的麦克风可以是内置的麦克风，也可以是外置的麦克风。通信实现过程为对每个麦克风获取的语音信号进行降噪处理，再通过DSP处理对每个麦克风通道的语音进行独立成分分析(ICA)并分离，最后用切换电路输出语音信号。此方法获取语音信号和噪声信号的独立成分，进行信号分离，造成反应速度慢，复杂度过高，进行实时处理较难。

中国专利公开号为CN102969002A“一种可抑制移动噪声的麦克风阵列语音增强装置”中，电路组成模块为信号采集模块和数字信号处理模块。信号采集模块为5元等间距的麦克风线阵。数字信号处理模块包括端点检测、语音波束形成器模块、固定系数滤波器模块、噪声波束形成器模块、波束扫描模块和自适应噪声对消器模块。采用ARM9S3C2440微处理器对上述数字信号处理模块进行软件编程实现。5个麦克风采集到的信号经过2级前置放大电路放大后，输入数据经多通道模数转换芯片MAXl18进行转换，结果送到ARM9S3C2440处理器，处理模块间的数据，输出结果。该装置在复杂度较高的情况下，没有设计存储模块电路对有限的存储空间进行扩展，使得采样数据有限，存在ARM处理器负载较重、处理速度慢以及实时性较弱等问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本申请提供一种基于麦克风阵列的多通道语音处理装置，采用合理的硬件以及硬件连接关系，使语音实时处理能力更强。该装置结构精简、实时采集及处理能力强，能够利用多麦克组成的线性阵列系统去除背景噪声，提高语音通信质量及嘈杂环境下的有用语音拾取能力。

一种基于麦克风阵列的多通道语音处理装置，包括电源模块、语音信号采集和预处理模块、音频转换模块、存储模块和DSP处理模块。其中，语音信号采集和预处理模块包括均匀线性麦克风阵列和放大电路和滤波电路，所述麦克风阵列距离地面具有一定高度；音频转换模块，其接收信号为经过所述语音信号采集和预处理模块的音频信号，输出信号为经过去除噪声处理的音频信号；DSP处理器，通过多通道缓存串口连接音频转换模块；存储模块，连接DSP处理器；电源模块，为所述处理装置中所述模块和DSP处理器提供工作电压。

作为进一步的优选，所述麦克风阵列中的麦克风数量为4个，所述间距为10cm，所述的高度为70cm。

作为进一步的优选，所述DSP处理器采用TMS320VC5509A芯片。

作为进一步的优选，所述存储模块包括同步存储器和异步存储器。

作为进一步的优选，所述语音信号采集和预处理模块的输出端设置滑动变阻器，使输出增益可调。

作为进一步的优选，所述音频转换模块采用TLV320AIC23B音频转换器。

作为进一步的优选，所述TLV320AIC23B音频转换器的数量为2个。

作为进一步的优选，所述放大电路采用LM386放大器；所述滤波电路采用200微法和10微法的滤波电容。

作为进一步的优选，所述电源模块采用TPS767D301芯片供电。

有益效果，实现了一种麦克风的阵列语音采集及处理，基本实现了抑制背景噪声的功能，并且该装置低功耗；器件精简；多通道实时采集、处理和输出；两片Codec音频采集芯片实现4通道的信号处理；同时可支持现有技术中的不同语音增强算法的实现。

附图说明

图1是系统装置的连接框图。

图2是四元麦克风阵列结构示意图。

图3是放大滤波电路原理图。

图4是AIC23B的麦克输入和线路输入引脚的内部结构图。