[发明专利]用于语音拾取的质点振速传感器微阵列及语音拾取方法

说明书

本发明涉及一种用于语音拾取的质点振速传感器微阵列，包括质点振速敏感元件、声压敏感元件(2)，包括2组质点振速敏感元件(11,12)，每组质点振速敏感元件对称分布，2组质点振速敏感元件的对称中心相同，2组所述质点振速敏感元件相互垂直分布，所述声压敏感元件(2)位于所述对称中心位置。本发明还提供了一种语音拾取方法。本发明通道数少、信噪比高、尺寸小，有效实现360度全方位语音拾取。

技术领域

本发明涉及一种用于语音拾取的质点振速传感器微阵列及语音拾取方法。

背景技术

在实际复杂环境中，单个麦克风在拾取语音信号时，会不可避免地受到来自周围环境噪声、传输媒介噪声、房间混响以及其它说话人的话音干扰，在进行远场拾音时会严重影响到语音拾取质量与语音识别率。为解决单麦克风的不足，通常会采用麦克风阵列进行远场的语音拾取。麦克风阵列可以对不同空间方向的声压信号进行空、时谱处理，实现噪声抑制、混响去除、人声干扰抑制、声源测向、声源跟踪、阵列增益等功能，在语音交互前端完成高质量的远场拾音，以提高真实环境下的语音识别率。传统麦克风阵列受制于半波长理论限制，麦克风数量越多其孔径就越大，且存在空域混叠以及运算复杂度高等不足，极大限制了麦克风阵列的设计自由性与应用场景。

语音声场兼有标量场(声压)和矢量场(质点振速)特性，声压和质点振速都携带有丰富的语音信息。现有麦克风阵列均是基于声压麦克风，如市场上常见的MEMS麦克风、咪头等；目前，语音质点振速测量主要有两种测量手段，一种是间接测量手段，通过两个具有一定间距的声压传感器构成声压梯度计算质点振速(专利号：201310726022)，但受限于声压传声器之间的幅、相频一致性和物理间距等条件，具有灵敏度低，响应频带窄、测量误差大等不足；另外一种则是直接测量手段，基于MEMS热式流量测量机理(专利号：201310752209)制作而成的空气声质点振速敏感元件，具有方向性、不随频率变化的“8”字型指向特性以及指向性增益，在先进单兵装备、狙击手定位、噪声源识别和被动声雷达等方面有着广泛应用，但尚未应用于语音交互技术领域。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种用于语音拾取的质点振速传感器微阵列及语音拾取方法，通道数少、信噪比高、尺寸小，有效实现360度全方位语音拾取。

基于同一发明构思，本发明具有两个独立的技术方案：

1、一种用于语音拾取的质点振速传感器微阵列，包括质点振速敏感元件、声压敏感元件，包括2组质点振速敏感元件，每组质点振速敏感元件对称分布，2组质点振速敏感元件的对称中心相同，2组所述质点振速敏感元件相互垂直分布，所述声压敏感元件位于所述对称中心位置；所述2组质点振速敏感元件的信号输出端、所述声压敏感元件的信号输出端接后端采集处理电路的信号输入端。

进一步地，所述2组质点振速敏感元件声压敏感元件设置于微阵列骨架上，所述微阵列骨架为正四面棱柱体，所述2组质点振速敏感元件对称分布于所述正四面棱柱体的侧面；所述声压敏感元件分布于所述正四面棱柱体的上端面，所述声压敏感元件的中心与所述正四面棱柱体的对称中心相同。

进一步地，所述2组质点振速敏感元件、声压敏感元件设置于微阵列骨架上，所述微阵列骨架为平面骨架，2组质点振速敏感元件呈十字形分布，所述声压敏感元件位于所述十字形的中心位置。

进一步地，所述微阵列骨架外侧设置有防护罩。

进一步地，设有1个声压敏感元件；每组质点振速敏感元件设有2n个质点振速敏感元件，n≥1，n的大小根据质点振速传感器微阵列的信噪比与尺寸确定。

进一步地，每组质点振速敏感元件相同侧面的各质点振速敏感元件之间等间距平行分布。

进一步地，所述质点振速敏感元件为基于MEMS热式流量测量机理的质点振速敏感元件。

进一步地，所述声压敏感元件为驻极体或硅麦声压敏感元件。