一种语音信号降噪拾音处理方法和装置及冰箱制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种语音信号降噪拾音处理方法和装置及冰箱，其中该方法包括：麦克风阵列采集当前环境的语音信号；对采集到的多路语音信号执行时间同步；对同步的多路语音信号加权求和得到降噪后的语音信号。本发明专利技术通过自带滤波方式再整带宽提升语音质量，通过权重相加的方式不会改变语音特性，可以有效消除回音，在提高信噪比的同时利用方向选择特性对感兴趣区域进行增强。

Voice signal noise reduction pickup processing method and device and refrigerator

The embodiment of the invention relates to a speech signal in the noise pickup processing method and device and refrigerator, wherein the method comprises: speech signal acquisition of microphone array current environment; synchronization of the execution time of multi-channel voice signal collected; the voice signal of multi-channel voice signal synchronization weighted sum after noise reduction. The present invention comes through filtering to the whole bandwidth to improve the speech quality, not by way of changing the weight sum of voice characteristics, can effectively eliminate the echo, in improving the signal-to-noise ratio and direction selectivity using region of interest enhancement.

【技术实现步骤摘要】
一种语音信号降噪拾音处理方法和装置及冰箱
本专利技术实施例涉及语音信号处理
，具体涉及一种语音信号降噪拾音处理方法和装置及冰箱。
技术介绍
本部分向读者介绍可能与本专利技术的各个方面相关的
技术介绍
，相信能够向读者提供有用的背景信息，从而有助于读者更好地理解本专利技术的各个方面。因此，可以理解，本部分的说明是用于上述目的，而并非构成对现有技术的承认。当前集成电路、人工智能、互联网技术的发展，传统的白家电业出现了新的定位，冰箱不仅仅承载了保存食物的功能，也成为家庭网络的一部分，可为家庭成员提供更多的智能化服务。在智能冰箱上，除了传统控制功能之外，多出了许多人机交互功能，语音控制也变成了一种趋势。智能冰箱的很多场景会用到麦克风获取语音，由于房间内的回响很大，环境噪声和信号是非稳态的，获取的语音信号质量的不到保证。如图1所示，冰箱放置的环境(厨房、客厅等)通常有较大的噪声，除了目标说话人的声音之外，还有环境噪声(例如扬声器正在播报的声音)干扰说话人的语音。传统的单麦克无论是录音还是用作识别都起不到良好的效果。而基于单麦克的语音增强技术，如维纳滤波、卡尔曼滤波等，在抑制噪声的情况下也会让语音造成畸变，并无法解决上述问题。语音是宽带信号，传统的拾音方法无法在整带宽提升语音质量。房间内的回响很大，传统的拾音方法没有有效的回音消除技术。环境和信号是非稳态的，传统的拾音方法无法应对变化的噪声。噪音和语音有类似的频谱特性，传统的拾音方法在降低噪声的同时会让语音造成畸变。在对话场景下，干扰说话人的语音可能会对人机交互造成影响。
技术实现思路
要解决的技术问题是如何消除房间内环境噪音对语音控制信号的干扰。针对现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供一种语音信号降噪拾音处理方法和装置及冰箱，可以提高信噪比(SNR),另一方面可以进行空间选择，对所关注方向的语音进行增强，对其他方向的语音进行抑制。第一方面，本专利技术实施例提供了一种语音信号降噪拾音处理方法，包括：麦克风阵列采集当前环境的多路语音信号；对采集到的多路语音信号执行时间同步；对同步的多路语音信号加权求和得到降噪后的语音信号。可选地，所述对采集到的多路语音信号执行时间同步包括：根据每个麦克风和参考点之间的到达时间差进行时间移动，得到时间同步后的语音信号，同步后的语音信号按下式计算：Yα,n(k)＝Yn[k+Fn(τ)]＝αn×s(k-τ)+Vα,n(k)＝Xα,n(k)+Vα,n(k)其中,Yα,n(k)表示延时处理后的语音信号，Yn(k)表示当前麦克风接收到的音频信号，Fn(τ)是第一麦克风和第n麦克风之间音频信号到达时间差，Xn(k)当前麦克风接收到的语音信号，Vn(k)表示当前麦克风接收到的噪声信号，αn是第n个麦克风的衰减因子，s(k)是未知信号源的音频信号，k表示当前时刻，n为常数，n＝1、2、…、N，τ是从未知信号源到当前麦克风的延时。可选地，所示对同步的多路语音信号加权求和得到降噪后的语音信号按下式计算：其中，ZDS(k)表示降噪拾音处理后输出的语音信号，Yα,n(k)表示时间同步后的音频信号，αn是第n个麦克风的衰减因子，s(k)是未知信号源的音频信号，k表示当前时刻，τ是从未知信号源到当前麦克风的时延，n为常数，n＝1、2、…、N，N表示麦克风个数，Vn(k)表示当前麦克风接收到的噪声信号。可选地，还包括：对采集的多路语音信号自适应波束成型处理，包括：对采集的多路语音信号自适应滤波处理，所述自适应滤波处理后的音频信号按下式计算：Zα,n(k)＝αTYα,n(k)-ωTRYα,n(k)其中，Zα,n(k)表示输出的音频信号，αTYα,n(k)是语音输出参考信号，ωTRYα,n(k)是噪声参考信号，R是阻塞矩阵。可选地，所述阻塞矩阵R按下式计算：可选地，还包括对采集到的多路语音信号分子带滤波处理：包括：对采集到的多路语音信号分解成多个频域的子带信号；分别对分解的频域子带语音信号执行滤波处理；对所述滤波处理后的频域子带信号求和得到多路滤波处理后的频域音频信号；对所述多路滤波处理后的频域音频信号合成时域语音信号。另一方面，本专利技术还提供一种语音信号降噪拾音处理装置，包括：语音信号采集单元，用于采集当前环境的多路语音信号；同步单元：用于对采集到的多路语音信号执行时间同步；降噪单元：用于对同步的多路语音信号加权求和得到降噪后的语音信号。可选地，还包括自适应波束滤波单元，用于对采集的多路语音信号自适应滤波处理，利用到噪声参考信号，通过迭代算法更新权重抑制噪声。可选地，还包括分子带滤波处理单元，包括：信号分解单元，用于对采集到的多路语音信号分解成多个频域的子带信号；滤波单元，分别对分解的频域子带语音信号执行滤波处理；信号合成单元，用于对所述滤波处理后的频域子带信号求和得到多路滤波处理后的频域音频信号；信号转换单元，用于对所述多路滤波处理后的频域音频信号合成时域语音信号。再一方面，本专利技术还提供一种冰箱，包括上述的语音信号降噪拾音处理装置。由上述技术方案可知，本专利技术实施例提供的语音信号降噪拾音处理方法和装置及冰箱，通过自带滤波方式再整带宽提升语音质量，通过权重相加的方式不会改变语音特性，可以有效消除回音，在提高信噪比的同时利用方向选择特性对感兴趣区域进行增强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中设备噪声干扰环境示意图；图2是本专利技术一个实施例中语音信号降噪拾音处理方法流程示意图；图3是本专利技术一个实施例中语音信号降噪拾音处理方法流程示意图；图4为本专利技术一个实施例中语音信号降噪拾音处理方法流程示意图；图5为本专利技术一个实施例中麦克风阵列示意图；图6为本专利技术一个实施例中语音信号降噪效果示意图；图7为本专利技术一个实施例中语音信号降噪效果示意图；图8为本专利技术一个实施例中语音信号降噪拾音处理方法流程示意图；图9为本专利技术一个实施例中语音信号降噪拾音处理方法流程示意图；图10为本专利技术一个实施示中语音信号降噪拾音处装置结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图2所示，本专利技术实施例提供一种语音信号降噪拾音处理方法，包括：麦克风阵列采集当前环境的多路语音信号；对采集到的多路语音信号执行时间同步；对同步的多路语音信号根据语音信号加权放大并求和得到降噪后的语音信号。下面对本专利技术和提供的语音信号降噪拾音处理方法展开详细的说明。如图2、图3所示，在麦克风阵列中每个麦克风接收到的音频信号记为Y(k)，而该音频信号Y(k)既包括语音信号X(k)也包括噪声信号V(k)，麦克风阵列接收到的音频信号如式(1)所示：Y(k)＝X(k)+V(k)(1)其中，k表示当前时刻，Y(k)表示当前时刻k麦克风接收到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种语音信号降噪拾音处理方法，其特征在于，包括：麦克风阵列采集当前环境的多路语音信号；对采集到的多路语音信号执行时间同步；对同步的多路语音信号加权求和得到降噪后的语音信号。

【技术特征摘要】
1.一种语音信号降噪拾音处理方法，其特征在于，包括：麦克风阵列采集当前环境的多路语音信号；对采集到的多路语音信号执行时间同步；对同步的多路语音信号加权求和得到降噪后的语音信号。2.根据权利要求1所述的语音信号降噪拾音处理方法，其特征在于，所述对采集到的多路语音信号执行时间同步包括：根据每个麦克风和参考点之间的到达时间差进行时间移动，得到时间同步后的语音信号，同步后的语音信号按下式计算：Yα,n(k)＝Yn[k+Fn(τ)]＝αn×s(k-τ)+Vα,n(k)＝Xα,n(k)+Vα,n(k)其中,Yα,n(k)表示延时处理后的语音信号，Yn(k)表示当前麦克风接收到的音频信号，Fn(τ)是第一麦克风和第n麦克风之间音频信号到达时间差，Xn(k)当前麦克风接收到的语音信号，Vn(k)表示当前麦克风接收到的噪声信号，αn是第n个麦克风的衰减因子，s(k)是未知信号源的音频信号，k表示当前时刻，n为常数，n＝1、2、…、N，τ是从未知信号源到当前麦克风的延时。3.根据权利要求1所述的语音信号降噪拾音处理方法，其特征在于，所示对同步的多路语音信号加权求和得到降噪后的语音信号按下式计算：其中，ZDS(k)表示降噪拾音处理后输出的语音信号，Yα,n(k)表示时间同步后的音频信号，αn是第n个麦克风的衰减因子，s(k)是未知信号源的音频信号，k表示当前时刻，τ是从未知信号源到当前麦克风的时延，n为常数，n＝1、2、…、N，N表示麦克风个数，Vn(k)表示当前麦克风接收到的噪声信号。4.根据权利要求1所述的语音信号降噪拾音处理方法，其特征在于，还包括：对采集的多路语音信号自适应波束成型处理，包括：对采集的多路语音信号自适应滤波处理，所述自适应滤波处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨世清，陈海雷，王岩，
申请(专利权)人：合肥华凌股份有限公司，合肥美的电冰箱有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34