用于补偿麦克风的频率响应的方法及系统技术方案

本公开提供一种用于补偿麦克风阵列的频率响应的方法和系统。该方法包括：麦克风阵列中的多个麦克风分别接收校准扬声器发出的补偿信号并分别输出多个输出信号；基于所述多个输出信号，确定所述多个麦克风的归一化频率响应；根据所述归一化频率响应，为所述多个麦克风中的每个麦克风计算补偿增益；以及存储计算出的每个麦克风的补偿增益。出的每个麦克风的补偿增益。出的每个麦克风的补偿增益。

【技术实现步骤摘要】
用于补偿麦克风的频率响应的方法及系统


[0001]本专利技术涉及语音增强和语音分离领域，尤其涉及用于车辆中的补偿麦克风的频率响应的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着车辆的不断智能化，车载语音增强和多语音分离领域越来越得到重视。通常，多个车载麦克风在出厂前即已经被校准成完全一致，以保证与语音有关的各种算法(例如，盲源分离算法)的执行结果的准确性。然而，在使用中，由于使用时间、温度、湿度等各种原因，各个麦克风的损耗都会不同，由此麦克风的特性变得不同。这会带来很多弊端。例如，在车辆里存在多于一名乘客同时讲话的情况下，车辆的主机系统往往不能很好的进行语音分离。这是因为麦克风性能的不一致的退化导致了语音分离算法所需的预定条件不再被满足。由此会给用户带来不好的用户体验。此外，如果需要对损耗的麦克风进行更换或者重新校正，则需要用户将汽车返厂修理，这给用户带来了不便。
[0003]因此，需要开发一种能够对车载麦克风的频率响应进行补偿的方法和系统，以提高语音处理算法(例如，盲源分离)的准确性，从而给用户带来更好地用户体验。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个或多个实施例提供了一种用于补偿麦克风的频率响应的方法。该方法包括通过麦克风阵列中的多个麦克风分别接收由校准扬声器发出的补偿信号并输出多个输出信号。基于多个输出信号，确定多个麦克风的归一化频率响应。根据该归一化频率响应，为麦克风阵列中的每个麦克风计算补偿增益；以及存储计算出的每个麦克风的补偿增益。
[0005]本专利技术的一个或多个实施例提供了一种用于补偿麦克风的频率响应的系统。该系统包括校准扬声器、麦克风阵列、处理器以及存储器。其中校准扬声器被配置成向麦克风阵列发出补偿信号。麦克风阵列的多个麦克风接收该校准扬声器发出的补偿信号并输出多个麦克风输出信号。处理器被配置为：基于所述多个输出信号，确定多个麦克风的归一化频率响应；以及根据归一化频率响应，为多个麦克风中的每个麦克风计算补偿增益。存储器被配置为存储计算出的用于每个麦克风的补偿增益。
[0006]本专利技术的一个或多个实施例提供经配置以执行上述方法步骤的计算机可读介质。
[0007]有利地，本专利技术所公开的频率响应补偿的方法和系统可以方便灵活地提高盲源分离的准确性，从而给用户带来更好地用户体验。
附图说明
[0008]所述系统参照下列描述并结合附图可被更好地理解。图中的部件不是按比例的，而是将重点放在说明本专利技术的原理。此外，在图中，相似或相同参考数字代表相似或相同元件。
[0009]图1是用于示例性说明车辆环境中声源与麦克风的示意图。
[0010]图2是根据本专利技术的一个或多个实施例的对麦克风阵列中的多个麦克风的频率响应进行补偿的方法流程图。
[0011]图3是根据本专利技术的一个或多个实施例的对麦克风阵列中的麦克风进行重新校准以使得麦克风阵列中的麦克风的输出保持一致的示意图。
[0012]图4是根据本专利技术一个或多个实施例的以圆形阵列或球形阵列形式布置的麦克风阵列的示意图。
[0013]图5是根据本专利技术一个或多个实施例的以线阵形式布置的麦克风阵列的示意图。
[0014]图6是根据本专利技术一个或多个实施例的以线阵形式布置的另一个麦克风阵列的示意图。
[0015]图7是根据本专利技术一个或多个实施例的用于对麦克风阵列中的多个麦克风的频率响应进行补偿的系统框图。
具体实施方式
[0016]应当理解，给出实施例的以下描述仅仅是为了说明的目的，而不是限制性的。在附图中示出的功能块、模块或单元中的示例的划分不应被解释为表示这些功能块、模块或单元必须实现为物理上分离的单元。示出或描述的功能块、模块或单元可以实现为单独的单元、电路、芯片、功能、模块或电路元件。一个或多个功能块或单元也可以在公共电路、芯片、电路元件或单元中实现。
[0017]当多个人同时在车辆中讲话时，在语音识别过程中则需要一些语音增强处理，例如BSS算法来隔离干净的语音。图1是用于示例性说明车辆环境中声源与麦克风的示意图。为了便于理解，图中仅以两个麦克风为例并且仅示出了一个声源，用于阐述例如盲源分离的简单原理。如图1所示，在例如DUET的方法中，在一对麦克风处接收到的信号表示为N个源信号s
j
(t),j＝1,2,
…
,N，两个麦克风的输出信号表示为x1(t)和x2(t)，则可以分别表示为：
[0018][0019][0020]其中，N代表源的数量，δ
j
代表麦克风之间的到达延迟(即声音从源到达两个麦克风的时间差)，α
j
是相对衰减因子，其与源和麦克风之间路径的衰减比相对应。
[0021]上述表达式假设了麦克风具有相同的频率响应。换句话说，当一个人朝着麦克风讲话时(j＝1)，如果人与麦克风之间的距离相同(α＝1,δ＝0)，那么麦克风的输入就相同(s(t))，因此麦克风的输出应相同，即x1(t)＝x2(t)。然而在使用中，麦克风的属性会随着时间、温度和湿度的变化而变化，并且变化可能会不一致。即使是具有相同的初始规格的麦克风，在使用一段时间后，也可能出现属性不一致的情况。在这种情况下，尽管输入均为s(t)，输出信号x1(t)和x2(t)也可能不相同。
[0022]图2示出了根据一个或多个实施例的对麦克风阵列中的多个麦克风的频率响应进
行补偿以实现对麦克风的重新校准的方法流程图。可以由用户或操作员根据车辆内部的语音识别情况来启动对克风阵列中的多个麦克风进行重新校准的过程。例如，用户可以通过触发车辆的麦克风校准启动开关或者触摸屏来向车辆主机系统发送麦克风重新校准控制信号从而启动如图2所示的补偿方法。例如，在S210处，在接收到重新校准控制信号之后，车辆中的校准扬声器可以发出补偿信号(即，基准信号)。校准扬声器可以是移动设备的扬声器、车辆音频系统内的扬声器或者任何其他类型的全向扬声器。在S210处，麦克风阵列中的多个麦克风接收校准扬声器发出的补偿信号并分别输出多个麦克风输出信号。在S220处，例如可以通过车辆主机系统/处理器接收多个麦克风输出信号，并且基于多个输出信号，确定多个麦克风的归一化频率响应。在S230处，根据归一化频率响应，为多个麦克风中的每个麦克风计算补偿增益。在S240处，可以将为每个麦克风计算的补偿增益存储起来以在调用语音处理算法(例如，BBS等算法)时使用。
[0023]图3示例性示出了对麦克风阵列中的麦克风进行重新校准以使得麦克风阵列中的麦克风的输出保持一致的示意图。在图3中，为了便于说明，仅以麦克风阵列包括两个麦克风为例。例如，麦克风1(mic1)和麦克风2(mic2)可以是固定在车辆中的麦克风，它们可以与车辆主机系统(例如，处理器或控制器)耦接。扬声器设置在麦克风阵列的中心对称轴上，如图所示，距离L等于距离R，由此扬声器与麦克风1和麦克风2是等距离的。
[0024]在接收到用户向系统发送的重新校准控制信号后，系统被置于重新校准模式。该控制信号控制扬声器发出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于补偿麦克风的频率响应的方法，包括：麦克风阵列中的多个麦克风接收由校准扬声器发出的补偿信号并输出多个输出信号；基于所述多个输出信号，确定所述多个麦克风的归一化频率响应；根据所述归一化频率响应，为所述多个麦克风中的每个麦克风计算补偿增益；以及存储计算出的每个麦克风的补偿增益。2.根据权利要求1所述的方法，还包括判断所述校准扬声器是否被定位成与所述麦克风阵列中的每个麦克风的距离均相等。3.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述校准扬声器被定位成与所述麦克风阵列中的每个麦克风的距离均相等时，选择所述麦克风阵列中的一个麦克风的输出信号的频率响应作为所述归一化频率响应，将所选择的一个麦克风的补偿增益设置为1，并且将所述麦克风阵列的其余麦克风中的每一个麦克风的补偿增益计算为所述归一化频率响应与每一个麦克风的输出信号的频率响应幅度之比。4.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述校准扬声器被定位成与所述麦克风阵列中的每个麦克风的距离均相等时，计算全部或部分所述多个输出信号的频率响应幅度并将所述频率响应幅度的加权和作为所述归一化频率响应，以及将所述麦克风阵列中的每一个麦克风的补偿增益计算为所述归一化频率响应与每一个麦克风的输出信号的频率响应幅度之比。5.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述校准扬声器被定位成与所述麦克风阵列中的每个麦克风的距离均相等时，计算全部或部分所述多个输出信号的频率响应能量并将所述频率响应能量的加权和作为所述归一化频率响应，以及将所述多个麦克风中的每一个麦克风中的补偿增益计算为所述归一化频率响应与每一个麦克风的输出信号的频率响应能量之比。6.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述校准扬声器没有被定位成与所述麦克风阵列中的每个麦克风的距离均相等时，判断所述校准扬声器是否位于所述麦克风阵列的中心对称轴上。7.根据权利要求6所述的方法，其中，如果所述校准扬声器位于所述麦克风阵列的中心对称轴上且所述麦克风阵列中的麦克风的数量是偶数时，则通过将与所述校准扬声器的距离相同的两个麦克风分成一组来对所述多个麦克风进行分组；以及如果所述校准扬声器位于所述麦克风阵列的中心对称轴上且所述麦克风阵列中的麦克风的数量是奇数时，则通过将与所述校准扬声器的距离相同的两个麦克风分成一组来对除了位于所述中心对称轴上的麦克风之外的多个麦克风进行分组。8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述麦克风阵列中的麦克风的数量是偶数时，选择每一组麦克风中的一个麦克风的输出信号的频率响应作为每一组的归一化频率响应，将所选择的一个麦克风的补偿增益设置为1，将所述每一组麦克风中的另一个麦克风的补偿增益计算为每一组的所述归一化频率响应与所述每一组麦克风中的另一个麦克风的输出信号的频率响应幅度之比。9.根据权利要求7所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：范雪莉，毕相如，
申请(专利权)人：哈曼国际工业有限公司，
类型：发明
国别省市：