一种基于数字麦克风阵列的高清语音处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于数字麦克风阵列的高清语音处理系统，包括数字麦克风列阵、DSP处理单元、车载主机以及电源处理单元，车载主机的信号输出端通过通讯接口连接于DSP处理单元的信号输入端；所述数字麦克风列阵包括数字麦克风、硅麦传感器以及A2B总线芯片，A2B总线芯片与DSP处理单元之间以及相邻的两A2B总线芯片之间分别通过A2B总线相互通讯。本实用新型专利技术可形成麦克风阵列，提高了语音输入的准确性，减少现场布线的复杂度；信号传输采用全数字信号，避免车辆发动机、电动机构对其产生干扰，提高了信号质量；内置DSP算法，直接输出干净稳定的语音信号，车载主机可直接使用，无需二次处理。

A high definition speech processing system based on digital microphone array

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字麦克风阵列的高清语音处理系统
本技术涉及音频设备
，特别是一种基于数字麦克风阵列的高清语音处理系统。
技术介绍
随着语音识别技术发展的日趋成熟，基于语音控制的人机交互技术也得到越来越多的应用。尤其在汽车行业，因为涉及到安全驾驶问题，越来越多的控制都将采用语音交互技术。语音输入是语音识别与语音交互的重要输入性条件，语音输入质量的高低直接决定了语音识别的准确性，从而影响人机交互体验。传统的麦克风语音输入质量不高，采集到的音频信号还伴随着外界的噪声，而且，无法实现声源定位，语音识别率低。并且传统的麦克风布线复杂、信息传输易受干扰。语音输入需要声传感器，新型的MEMS数字麦克风是将音频信号转换成电信号的微型传感器，其工作过程涉及到声学、机械学和微电子学等学科，MEMS数字麦克风具备体积小、功耗低、灵敏度高等优势，近年来随着语音通信及语音识别技术的快速发展，MEMS数字麦克风已在在车载、机载以及多人讲话等信噪比较低的应用环境中得到广泛应用。噪声的存在给传统的语音通信及语音识别技术带来了很大的挑战，因此语音降噪技术已成为语音通信及语音识别能正常、准确工作的保证。MEMS技术采用硅晶圆制造工艺、芯片的统一封装和测验，这使得MEMS麦克风在灵敏度和相位方面更好的匹配。MEMS麦克风是微型阵列的绝佳选择。为了提升语音降噪技术的有效性，需要对MEMS数字麦克风核心技术进行提升，包括芯片的结构设计和封装。同时，随着语音识别技术的发展，声源定位已成为语音识别的重要扩展，传统的模拟麦克风已无法满足这一需求，而MEMS数字麦克风以其固有特性可以很好地满足这一需求。因此，基于数字麦克风阵列的高清语音处理系统，通过数字信号处理技术，将极大地改变人机交互方式，例如回声消除，降噪，声源定位等等，对发展数字信号处理技术具有重要意义。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是提供一种基于数字麦克风阵列的高清语音处理系统，以解决传统过的麦克风语音输入质量不高，语音识别率低，以及布线复杂、信息传输易受干扰的问题，以保证语音输入的高可靠性，达到提高语音识别的准确性以及人机交互的可靠性的目的，以使得布线简单。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案如下。一种基于数字麦克风阵列的高清语音处理系统，包括至少三个相互通讯并进行音频信号采集的数字麦克风列阵、用于接收各数字麦克风列阵传输的信号并进行回声消除降噪语音增强声源定位处理的DSP处理单元、用于接收DSP处理单元输出信号的车载主机以及用于为系统整体提供电能的电源处理单元，数字麦克风列阵的信号输出端连接于DSP处理单元的信号输入端，DSP处理单元的信号输出端连接于车载主机的信号输入端，车载主机的信号输出端通过通讯接口连接于DSP处理单元的信号输入端；所述数字麦克风列阵包括用于采集音频信号的数字麦克风、用于接收数字麦克风传输的音频信号并将音频信号转换为数字PDM信号的硅麦传感器以及用于将数字PDM信号转换为A2B总线信号的A2B总线芯片，A2B总线芯片与DSP处理单元之间以及相邻的两A2B总线芯片之间分别通过A2B总线相互通讯，数字麦克风的信号输出端连接于硅麦传感器的信号输入端，硅麦传感器的信号输出端连接于A2B总线芯片的信号输入端。进一步优化技术方案，所述DSP处理单元包括用于将A2B总线芯片输出信号进行分析处理的DSP处理器以及用于实现关键配置信息本地存储功能的EEPROM存储芯片，DSP处理器与EEPROM存储芯片之间相互通讯，DSP处理器的信号输出端连接于车载主机的信号输入端，车载主机的信号输出端通过通讯接口连接于DSP处理器的信号输入端，DSP处理器通过A2B总线与A2B总线芯片相互通讯进一步优化技术方案，所述通讯接口为COM通信接口。进一步优化技术方案，所述DSP处理器的信号输出端连接设置有用于存储程序代码和配置信息的SPIFLASH存储器，SPIFLASH存储器的信号输出端连接于DSP处理器的信号输出端。进一步优化技术方案，所述SPIFLASH存储器的容量大小为1MB。进一步优化技术方案，每个数字麦克风列阵中设置有三个位置不同的数字麦克风。进一步优化技术方案，所述数字麦克风通过PDM接口与A2B总线芯片相连接。由于采用了以上技术方案，本技术所取得技术进步如下。本技术采用以数字麦克风、高速DSP处理器为核心的语音降噪、回声消除、声源定位技术，相比于以往的普通麦克风，可形成麦克风阵列，大大地提高了语音输入的准确性，使用A2B总线对信号进行传输，大大地减少现场布线的复杂度；信号传输采用全数字信号，避免车辆发动机、电动机构对其产生干扰，提高了信号质量；内置DSP算法，直接输出干净稳定的语音信号，车载主机可直接使用，无需二次处理。附图说明图1为本技术的系统框图；图2为本技术数字麦克风列阵的电路图；图3为本技术DSP处理的电路图；图4为本技术SPIFLASH存储器的电路图；图5为本技术可视化编成部分连接图。其中：1、电源处理单元；2、数字麦克风列阵，21、数字麦克风一号列阵，22、数字麦克风二号列阵，23、数字麦克风三号列阵，24、A2B总线芯片，25、A2B总线，26、数字麦克风；3、DSP处理单元，31、DSP处理器，32、EEPROM存储芯片，33、SPIFLASH存储器；4、车载主机；5、COM通信接口。具体实施方式下面将结合附图和具体实施例对本技术进行进一步详细说明。一种基于数字麦克风阵列的高清语音处理系统，结合图1至图5所示，包括数字麦克风列阵2、DSP处理单元3、车载主机4以及电源处理单元1。数字麦克风列阵2至少设置有三个，多层次设置，数字麦克风列阵2共设置有三个，分别为数字麦克风一号列阵21、数字麦克风二号列阵22和数字麦克风三号列阵23，结合图1所示，相邻两个数字麦克风列阵2之间相互通讯，并进行音频信号采集。数字麦克风列阵2的信号输出端连接于DSP处理单元3的信号输入端。数字麦克风列阵2包括数字麦克风26、硅麦传感器以及A2B总线芯片24。数字麦克风26用于采集音频信号，数字麦克风26的信号输出端连接于硅麦传感器的信号输入端。数字麦克风26通过PDM接口与A2B总线芯片24相连接。本技术中每个数字麦克风列阵2中均设置有三个位置不同的数字麦克风26。硅麦传感器用于接收数字麦克风26传输的音频信号，并将音频信号转换为数字PDM(PulseDensityModulation，脉冲密度调制)信号，硅麦传感器的信号输出端连接于A2B总线芯片24的信号输入端。每个数字麦克风26上设置有三个硅麦传感器。A2B总线芯片24用于将数字PDM信号转换为A2B总线信号，A2B总线芯片24为A2B总线芯片AD2425。A2B总线芯片24与DSP处理单元3之间以及相邻的两A2B总线芯片24之间分别通过A2B总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数字麦克风阵列的高清语音处理系统，其特征在于：包括至少三个相互通讯并进行音频信号采集的数字麦克风列阵（2）、用于接收各数字麦克风列阵（2）传输的信号并进行回声消除、降噪、语音增强、声源定位处理的DSP处理单元（3）、用于接收DSP处理单元（3）输出信号的车载主机（4）以及用于为系统整体提供电能的电源处理单元（1），数字麦克风列阵（2）的信号输出端连接于DSP处理单元（3）的信号输入端，DSP处理单元（3）的信号输出端连接于车载主机（4）的信号输入端，车载主机（4）的信号输出端通过通讯接口连接于DSP处理单元（3）的信号输入端；/n所述数字麦克风列阵（2）包括用于采集音频信号的数字麦克风（26）、用于接收数字麦克风（26）传输的音频信号并将音频信号转换为数字PDM信号的硅麦传感器以及用于将数字PDM信号转换为A2B总线信号的A2B总线芯片（24），A2B总线芯片（24）与DSP处理单元（3）之间以及相邻的两A2B总线芯片（24）之间分别通过A2B总线（25）相互通讯，数字麦克风（26）的信号输出端连接于硅麦传感器的信号输入端，硅麦传感器的信号输出端连接于A2B总线芯片（24）的信号输入端。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于数字麦克风阵列的高清语音处理系统，其特征在于：包括至少三个相互通讯并进行音频信号采集的数字麦克风列阵（2）、用于接收各数字麦克风列阵（2）传输的信号并进行回声消除、降噪、语音增强、声源定位处理的DSP处理单元（3）、用于接收DSP处理单元（3）输出信号的车载主机（4）以及用于为系统整体提供电能的电源处理单元（1），数字麦克风列阵（2）的信号输出端连接于DSP处理单元（3）的信号输入端，DSP处理单元（3）的信号输出端连接于车载主机（4）的信号输入端，车载主机（4）的信号输出端通过通讯接口连接于DSP处理单元（3）的信号输入端；
所述数字麦克风列阵（2）包括用于采集音频信号的数字麦克风（26）、用于接收数字麦克风（26）传输的音频信号并将音频信号转换为数字PDM信号的硅麦传感器以及用于将数字PDM信号转换为A2B总线信号的A2B总线芯片（24），A2B总线芯片（24）与DSP处理单元（3）之间以及相邻的两A2B总线芯片（24）之间分别通过A2B总线（25）相互通讯，数字麦克风（26）的信号输出端连接于硅麦传感器的信号输入端，硅麦传感器的信号输出端连接于A2B总线芯片（24）的信号输入端。


2.根据权利要求1所述的一种基于数字麦克风阵列的高清语音处理系统，其特征在于：所述DSP处理单元（3）包括用于将A2B总线芯片（24）输出信号进行分析处理的DSP处理器（31）以及用于实现关键配置信息本地存...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲胜利，袁长作，
申请(专利权)人：河北初光汽车部件有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13