麦克风质检的装置及方法制造方法及图纸

一种麦克风质检的装置及方法，该装置包括：匹配单元，对麦克风阵列的采集信号x(n)进行匹配滤波，确定匹配结果zi(n)；对匹配结果zi(n)进行归一化处理，确定归一化结果z′(n)；计算判断单元，计算z′(n)绝对值的最大值vb、第i个麦克风的z′(n)绝对值的最大值vi，确定vb对应的麦克风序号b和对应的时刻tb；若vi＜th1，则该麦克风阵列损坏；若vb≥th1并且vi≥th1，对时刻tb之后的第i个麦克信号xi(n)与xb(n)计算互相关系数CCib；若CCib＜th2，则第i个麦克风损坏，若CCib≥th2，则该麦克风正常。本发明专利技术引入匹配滤波器技术和互相关技术对麦克风进行质量检测，保证了质检的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
麦克风质检的装置及方法
本专利技术涉及语音处理领域，尤其涉及麦克风质检的装置及方法。
技术介绍
目前，智能语音硬件设备应用越来越广泛，如智能音响、机器人等。若此类设备只安装一个麦克风，假如麦克风损坏，设备无法捡拾正确的信号，若设备安装多个麦克风，利用多个麦克风之间的延时估计声源方向，进一步对声源方向进行波束增强，达到增强目标语音提高语音识别率的目的。不论是DOA估计还是波束形成技术都依赖于多个麦克之间的一致性，如果有其中某一个或几个麦克出现了损坏，会导致设备的语音增强失效，因此设备上麦克风的质量检测至关重要。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种麦克风质检的装置及方法，以解决上述的至少一项技术问题。(二)技术方案本专利技术实施例的一方面，提供了一种麦克风质检的装置，麦克风阵列接收原始信号，并确定采集信号x(n)，所述原始信号包括原始扫频信号c(n)和原始语音信号，所述采集信号x(n)包括采集扫频信号和采集语音信号，其中，该装置包括：匹配单元，用于对麦克风阵列的采集信号x(n)进行匹配滤波，确定匹配结果zi(n)；以及对匹配结果zi(n)进行归一化处理，确定归一化结果z′(n)，n表示时域序列，i表示麦克风序号，i≥1；计算判断单元，用于计算z′(n)绝对值的最大值vb、第i个麦克风的z′(n)绝对值的最大值vi，确定vb对应的麦克风序号b和对应的时刻tb；以及进行下列判断：若vi＜th1，则提示该麦克风阵列损坏；若vb≥th1并且vi≥th1，对时刻tb之后的第i个麦克信号xi(n)与xb(n)计算互相关系数CCib，th1为第一阈值；若CCib＜th2，则提示第i个麦克风损坏，若CCib≥th2，则提示该麦克风正常。在本专利技术的一些实施例中，zi(n)＝xi(n)*cflip(n)，其中，匹配滤波器系数cflip(n)为c(n)的时域反向，*表示卷积运算；z′(n)＝[z′(n)，...，zi′(n)，...，zN′(n)]，max(abs(z′(n))＝[v，tb]，其中，τ为时域参数，τ2-τ1为匹配滤波器的长度，eps为一个极小的值以防止分母为0，abs表示绝对值函数，麦克风阵列的z′(n)绝对值的最大值的集合v＝(v1，...，vi，...，vN}，N为麦克风的数目，N≥1，1≤i≤N，时刻tb即所述采集信号中采集扫频信号结束的位置，所述采集语音信号开始的位置。在本专利技术的一些实施例中，判断单元对时刻tb之后的第i个麦克信号xi(n)与xb(n)计算互相关系数CCib指：判断单元对采集信号xi(n)取n＝tb+1之后的8192个点的时域信号加窗；对加窗后的信号进行快速傅里叶(fft)变换到频域，确定频域信号x(k)＝[x1(k)，...，xi(k)，...，xN(k)]；根据频域信号确定检测结果CC，其中，CC＝[CC1b，..，CCib，...，CCNb]，其中，k为频域序列，real指实数部分。在本专利技术的一些实施例中，所述th1和th2的取值与所述麦克风阵列所处的环境噪声水平成反向关系。本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种麦克风质检的方法，包括：麦克风阵列接收原始信号，并确定采集信号x(n)，所述原始信号包括原始扫频信号c(n)和原始语音信号，所述采集信号x(n)包括采集扫频信号和采集语音信号，其中，该方法包括：对麦克风阵列的采集信号x(n)进行匹配滤波，确定匹配结果zi(n)；以及对匹配结果zi(n)进行归一化处理，确定归一化结果z′(n)，n表示时域序列，i表示麦克风序号，i≥1；计算z′(n)绝对值的最大值vb、第i个麦克风的z′(n)绝对值的最大值vi，确定vb对应的麦克风序号b和对应的时刻tb；以及进行下列判断：若vi＜th1，则提示该麦克风阵列损坏；若vb≥th1并且vi≥th1，对时刻tb之后的第i个麦克信号xi(n)与xb(n)计算互相关系数CCib，th1为第一阈值；若CCib＜th2，则提示第i个麦克风损坏，若CCib≥th2，则提示该麦克风正常。在本专利技术的一些实施例中，zi(n)＝xi(n)*cflip(n)，其中，匹配滤波器系数cflip(n)为c(n)的时域反向，*表示卷积运算；z′(n)＝[z′(n)，...，zi′(n)，...，zN′(n)]，max(abs(z′(n))＝[v，tb]，其中，τ为时域参数，τ2-τ1为匹配滤波器的长度，eps为一个极小的值以防止分母为0，abs表示绝对值函数，麦克风阵列的z′(n)绝对值的最大值的集合v＝{v1，...，vi，...，vN}，N为麦克风的数目，N≥1，1≤i≤N，时刻tb即所述采集信号中采集扫频信号结束的位置，所述采集语音信号开始的位置。在本专利技术的一些实施例中，对时刻tb之后的第i个麦克信号xi(n)与xb(n)计算互相关系数CCib包括以下步骤：对采集信号xi(n)取n＝tb+1之后的8192个点的时域信号加窗；对加窗后的信号进行快速傅里叶变换到频域，确定频域信号x(k)＝[x1(k)，...，xi(k)，...，xN(k)]；根据频域信号确定检测结果CC，其中，CC＝[CC1b，..，CCib，...，CCNb]，其中，k为频域序列，real指实数部分。在本专利技术的一些实施例中，所述th1和th2的取值与所述麦克风阵列所处的环境噪声水平成反向关系。(三)有益效果本专利技术的麦克风质检的装置及方法，相较于现有技术，至少具有以下优点：1、引入匹配滤波器技术和互相关技术对麦克风进行双重的质量检测，保证了质检的可靠性。2、质检时的第一阈值和第二阈值与该麦克风阵列周围的环境噪声有关，减小了环境噪声对麦克风质检的干扰。附图说明图1为本专利技术实施例的麦克风质检的装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例的语音信号的时频图；图3为正常麦克风和问题麦克风录音信号的chirp信号匹配计算结果图；图4为本专利技术实施例的麦克风质检的方法的步骤示意图。具体实施方式为了能够精确地对语音设备上麦克风进行质量检测，本专利技术提供了一种麦克风质检的装置及方法，通过引入匹配滤波器技术和互相关技术对麦克风进行双重的质量检测，同时还能减小环境噪声对质检的影响，保证了质检的可靠性。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术实施例的一方面，提供了一种麦克风质检的装置，图1为本专利技术实施例的麦克风质检的装置的结构示意图，如图1所述，该装置包括：匹配单元1和计算判断单元2。麦克风阵列接收原始信号，并确定采集信号x(n)，所述原始信号包括原始扫频信号c(n)和原始语音信号，所述采集信号x(n)包括采集扫频信号和采集语音信号。需要说明的是，该原始信号可以由自带播放功能的语音设备提供，只需提前将准备好的语音信号推送到设备，语音设备边播边录，麦克风阵列即可采集到语音信号；可以由不带播放功能的语音设备提供，此时需要准备一个音箱，让音箱播放输入信号，麦克风阵列即可采集到语音信号。请参照图2，原始信号包括：原始扫频信号c(n)(8192点，16K，16bit)；原始语音信号，例如‘欢迎’，8192点，16K，16bit。匹配单元1，用于对麦克风阵列的采集信号x(n)进行匹配滤波，即将x(n)与滤波扫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种麦克风质检的装置，麦克风阵列接收原始信号，并确定采集信号x(n)，所述原始信号包括原始扫频信号c(n)和原始语音信号，所述采集信号x(n)包括采集扫频信号和采集语音信号，其中，该装置包括：匹配单元，用于对麦克风阵列的采集信号x(n)进行匹配滤波，确定匹配结果zi(n)；以及对匹配结果zi(n)进行归一化处理，确定归一化结果z′(n)，n表示时域序列，i表示麦克风序号，i≥1；计算判断单元，用于计算z′(n)绝对值的最大值vb、第i个麦克风的z′(n)绝对值的最大值vi，确定vb对应的麦克风序号b和对应的时刻tb；以及进行下列判断：若vi＜th1，则提示该麦克风阵列损坏；若vb≥th1并且vi≥th1，对时刻tb之后的第i个麦克信号xi(n)与xb(n)计算互相关系数CCib，th1为第一阈值；若CCib＜th2，则提示第i个麦克风损坏，若CCib≥th2，则提示该麦克风正常。

【技术特征摘要】
1.一种麦克风质检的装置，麦克风阵列接收原始信号，并确定采集信号x(n)，所述原始信号包括原始扫频信号c(n)和原始语音信号，所述采集信号x(n)包括采集扫频信号和采集语音信号，其中，该装置包括：匹配单元，用于对麦克风阵列的采集信号x(n)进行匹配滤波，确定匹配结果zi(n)；以及对匹配结果zi(n)进行归一化处理，确定归一化结果z′(n)，n表示时域序列，i表示麦克风序号，i≥1；计算判断单元，用于计算z′(n)绝对值的最大值vb、第i个麦克风的z′(n)绝对值的最大值vi，确定vb对应的麦克风序号b和对应的时刻tb；以及进行下列判断：若vi＜th1，则提示该麦克风阵列损坏；若vb≥th1并且vi≥th1，对时刻tb之后的第i个麦克信号xi(n)与xb(n)计算互相关系数CCib，th1为第一阈值；若CCib＜th2，则提示第i个麦克风损坏，若CCib≥th2，则提示该麦克风正常。2.根据权利要求1所述的装置，其中，zi(n)＝xi(n)*cflip(n)，其中，匹配滤波器系数cflip(n)为c(n)的时域反向，*表示卷积运算；z′(n)＝[z′(n)，...，zi′(n)，...，zN′(n)]，max(abs(z′(n))＝[v，tb]，其中，τ为时域参数，τ2-τ1为匹配滤波器的长度，eps为一个极小的值以防止分母为0，abs表示绝对值函数，麦克风阵列的z′(n)绝对值的最大值的集合v＝{v1，...，vi，...，vN}，N为麦克风的数目，N≥1，1≤i≤N，时刻tb即所述采集信号中采集扫频信号结束的位置，所述采集语音信号开始的位置。3.根据权利要求2所述的装置，其中，判断单元对时刻tb之后的第i个麦克信号xi(n)与xb(n)计算互相关系数CCib指：判断单元对采集信号xi(n)取n＝tb+1之后的8192个点的时域信号加窗；对加窗后的信号进行快速傅里叶变换到频域，确定频域信号：x(k)＝[x1(k)，...，xi(k)，...，xN(k)]；根据频域信号确定检测结果CC，其中，CC＝[CC1b，...，CCib，...，CCNb]，其中，k为频域序列，real指实数部分。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述th1和th2的取值与所述麦克风阵列所处的环境噪...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振岭，陈孝良，冯大航，苏少炜，常乐，
申请(专利权)人：北京声智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11