基于物联网的麦克风语音交互管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于物联网的麦克风语音交互管理系统及方法，属于通信技术领域。本发明专利技术包括麦克风模块、拾音模块、噪声处理模块、语音修复模块和语音交互模块；所述拾音模块用于对麦克风模块传输的目标声源进行接收，通过麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差和目标声源在传输过程中受到的阻力值，对目标声源的拾音区域和抑制区域进行划分，根据划分结果对目标声源进行拾音处理，并将拾音处理后的目标声源，和麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差传输至噪声处理模块，本发明专利技术通过目标声源在传输过程中受到的阻力值大小，减少拾音区域内噪声的含量，提高了拾取区域和抑制区域的划分精度。分精度。分精度。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的麦克风语音交互管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及通讯
，具体为基于物联网的麦克风语音交互管理系统及方法。

技术介绍

[0002]麦克风是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，利用麦克风进行语音交互时，麦克风自身具备的噪声处理功能和拾音功能对语音交互效果产生重要影响，因此将智能语音设备与物联网互联，能够提高麦克风对噪声的处理能力，以及对目标声源的拾取能力。
[0003]现有的麦克风语音交互管理系统在对目标声源进行拾取时，拾取区域和抑制区域的划分精度较低，导致系统对拾音的处理过程较为复杂，且处理后的拾音仍掺杂一些噪声，降低了系统的语音交互效果，以及系统在对拾音中的噪声进行处理时，无法对噪声中与目标声源相似度较高的部分进行精准消除，降低了系统对麦克风语音的处理能力，以及现有系统在对目标声源处理后，无法保证语音均匀、连续、稳定的传输，导致在使用麦克风进行语音交互时出现短时间内信号缺失的情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供基于物联网的麦克风语音交互管理系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于物联网的麦克风语音交互管理系统，所述系统包括麦克风模块、拾音模块、噪声处理模块、语音修复模块和语音交互模块；
[0006]所述麦克风模块用于与物联网互联，以及对目标声源进行获取，并将获取的目标声源传输至拾音模块；
[0007]所述拾音模块用于对麦克风模块传输的目标声源进行接收，通过麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差和目标声源在传输过程中受到的阻力值，对目标声源的拾音区域和抑制区域进行划分，根据划分结果对目标声源进行拾音处理，并将拾音处理后的目标声源，和麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差传输至噪声处理模块；
[0008]所述噪声处理模块用于对拾音模块传输的拾音处理后的目标声源，和麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差进行接收，结合声音信号匹配分析结果，对拾音处理后的目标声源进行去噪处理，并将噪声处理后的目标声源传输至语音修复模块；
[0009]所述语音修复模块用于对噪声处理模块传输的噪声处理后的目标声源进行接收，判断接收的目标声源是否均匀、连续且稳定，根据判断结果对目标声源进行修复处理，并将修复处理后的目标声源传输至语音交互模块；
[0010]所述语音交互模块用于对语音修复模块传输的修复处理后的目标声源进行接收，接收的目标声源与物联网完成交互。
[0011]进一步的，所述拾音模块包括目标声源位置确定单元、区域划分单元和拾音单元；
[0012]所述目标声源位置确定单元对麦克风模块传输的目标声源进行接收，通过麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差和目标声源在传输过程中受到的阻力值，对目标声源所在位置进行确定，并将确定的位置信息和目标声源在传输过程中受到的阻力值传输至区域划分单元，将麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差传输至噪声处理模块；
[0013]所述区域划分单元对目标声源确定单元传输的位置信息和目标声源在传输过程中受到的阻力值进行接收，判断目标声源在传输路径各点受到的阻力值是否高于设定阈值，若高于设定阈值，则以麦克风为坐标原点对路径点进行标记，利用标记的路径点构建线性方程，结合目标声源位置信息，将线性方程和目标声源位置组成的区域划分为拾音区域，将除拾音区域以外的区域划分为抑制区域，并将划分结果传输至拾音单元；
[0014]所述拾音单元对区域划分单元传输的划分结果进行接收，基于划分结果，在抑制区域发射与抑制区域声波振幅相同，相位相反的声波，待声波完全抵消后，在拾音区域对目标声源进行拾音处理，并将拾音处理后的目标声源传输至噪声处理模块。
[0015]进一步的，所述噪声处理模块包括处理单元、信号匹配分析单元和噪声处理单元；
[0016]所述处理单元对目标声源位置确定单元传输的麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差进行接收，将接收的时间延迟差与目标声源在理想状态下的时间延迟差进行比较分析，根据比较分析结果对麦克风阵列接收的目标声源的含噪量进行计算，并将计算结果传输至信号匹配分析单元，理想状态是指目标声源在传输过程中不受其它声波的干扰，含噪量表示目标声源中包含的噪音占目标声源的比值；
[0017]所述信号匹配分析单元对处理单元传输的计算结果和拾音单元传输的目标声源进行接收，信号匹配分析单元对麦克风阵列接收的目标声源的声波波形进行分析，结合计算结果对声波波形中的噪声位置进行确定，并将噪声位置确定结果传输至噪声处理单元；
[0018]所述噪声处理单元对信号匹配分析单元传输的噪声位置确定结果进行接收，在噪声确定位置使用降噪软件对拾音处理后的目标声源进行去噪处理，并将噪声处理后的目标声源传输至语音修复模块。
[0019]进一步的，所述语音修复模块包括判断单元和修复单元；
[0020]所述判断单元对噪声处理单元传输的目标声源进行接收，对接收的目标声源波形的均匀性、连续性和稳定性进行判断分析，并将判断分析结果传输至修复单元；
[0021]所述修复单元对判断单元传输的判断分析结果进行接收，基于判断分析结果，对目标声源波形的异常位置进行修复处理，并将修复处理后的目标声源传输至语音交互模块。
[0022]进一步的，所述麦克风模块包括麦克风、声卡、发射端、左主界面、右主界面、编码器、FREQ键、IR键、VOLUME键、EQ键、ENTER键、AUTO键、MENU键、A键和B键；
[0023]所述左主界面和右主界面分别设置在声卡一面的左右两侧，所述A键和B键设置在左主界面的左侧，所述FREQ键、IR键、VOLUME键、EQ键、AUTO键和MENU键设置在左主界面和右主界面之间，所述编码器设置在右主界面和AUTO键之间，所述ENTER键为编码器的下按功能键；
[0024]所述麦克风本体、声卡和发射端之间无线连接，所述麦克风本体用于获取目标声源，所述声卡用于将麦克风本体获取的数字信号转换为模拟信号，所述发射端用于将声卡
处理后的模拟信号输出；
[0025]所述左主界面用于对各按键按下时的功能图标进行显示；
[0026]所述右主界面用于显示与左主界面相匹配的选项内容和显示内容；
[0027]所述编码器用于对调频数据、音量等级进行调整，对麦克风的提示音功能、锁屏功能和显示功能进行选择，对选项进行切换，以及配合ENTER键完成锁屏功能的解锁；
[0028]所述FREQ键用于调用麦克风的调频功能；
[0029]所述IR键用于调用麦克风的对频功能；
[0030]所述VOLUME键用于调用麦克风的音量功能；
[0031]所述EQ键用于调用麦克风的均衡器功能；
[0032]所述AUTO键用于调用麦克风的控制功能，AUTO键用于控制左主界面显示主机或从机，一个主机控制多个从机，当选定主机时为单机使用，当选定从机时，需根据从机编号选择对应的从机，主机在扫频完成后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于物联网的麦克风语音交互管理系统，其特征在于：所述系统包括麦克风模块、拾音模块、噪声处理模块、语音修复模块和语音交互模块；所述麦克风模块用于与物联网互联，以及对目标声源进行获取，并将获取的目标声源传输至拾音模块；所述拾音模块用于对麦克风模块传输的目标声源进行接收，通过麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差和目标声源在传输过程中受到的阻力值，对目标声源的拾音区域和抑制区域进行划分，根据划分结果对目标声源进行拾音处理，并将拾音处理后的目标声源，和麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差传输至噪声处理模块；所述噪声处理模块用于对拾音模块传输的拾音处理后的目标声源，和麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差进行接收，结合声音信号匹配分析结果，对拾音处理后的目标声源进行去噪处理，并将噪声处理后的目标声源传输至语音修复模块；所述语音修复模块用于对噪声处理模块传输的噪声处理后的目标声源进行接收，判断接收的目标声源是否均匀、连续且稳定，根据判断结果对目标声源进行修复处理，并将修复处理后的目标声源传输至语音交互模块；所述语音交互模块用于对语音修复模块传输的修复处理后的目标声源进行接收，接收的目标声源与物联网完成交互。2.根据权利要求1所述的基于物联网的麦克风语音交互管理系统，其特征在于：所述拾音模块包括目标声源位置确定单元、区域划分单元和拾音单元；所述目标声源位置确定单元对麦克风模块传输的目标声源进行接收，通过麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差和目标声源在传输过程中受到的阻力值，对目标声源所在位置进行确定，并将确定的位置信息和目标声源在传输过程中受到的阻力值传输至区域划分单元，将麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差传输至噪声处理模块；所述区域划分单元对目标声源确定单元传输的位置信息和目标声源在传输过程中受到的阻力值进行接收，判断目标声源在传输路径各点受到的阻力值是否高于设定阈值，若高于设定阈值，则以麦克风为坐标原点对路径点进行标记，利用标记的路径点构建线性方程，结合目标声源位置信息，将线性方程和目标声源位置组成的区域划分为拾音区域，将除拾音区域以外的区域划分为抑制区域，并将划分结果传输至拾音单元；所述拾音单元对区域划分单元传输的划分结果进行接收，基于划分结果，在抑制区域发射与抑制区域声波振幅相同，相位相反的声波，待声波完全抵消后，在拾音区域对目标声源进行拾音处理，并将拾音处理后的目标声源传输至噪声处理模块。3.根据权利要求2所述的基于物联网的麦克风语音交互管理系统，其特征在于：所述噪声处理模块包括处理单元、信号匹配分析单元和噪声处理单元；所述处理单元对目标声源位置确定单元传输的麦克风阵列之间接收目标声源的时间延迟差进行接收，将接收的时间延迟差与目标声源在理想状态下的时间延迟差进行比较分析，根据比较分析结果对麦克风阵列接收的目标声源的含噪量进行计算，并将计算结果传输至信号匹配分析单元；所述信号匹配分析单元对处理单元传输的计算结果和拾音单元传输的目标声源进行接收，信号匹配分析单元对麦克风阵列接收的目标声源的声波波形进行分析，结合计算结果对声波波形中的噪声位置进行确定，并将噪声位置确定结果传输至噪声处理单元；
所述噪声处理单元对信号匹配分析单元传输的噪声位置确定结果进行接收，在噪声确定位置使用降噪软件对拾音处理后的目标声源进行去噪处理，并将噪声处理后的目标声源传输至语音修复模块。4.根据权利要求3所述的基于物联网的麦克风语音交互管理系统，其特征在于：所述语音修复模块包括判断单元和修复单元；所述判断单元对噪声处理单元传输的目标声源进行接收，对接收的目标声源波形的均匀性、连续性和稳定性进行判断分析，并将判断分析结果传输至修复单元；所述修复单元对判断单元传输的判断分析结果进行接收，基于判断分析结果，对目标声源波形的异常位置进行修复处理，并将修复处理后的目标声源传输至语音交互模块。5.根据权利要求4所述的基于物联网的麦克风语音交互管理系统，其特征在于：所述麦克风模块包括麦克风、声卡、发射端、左主界面、右主界面、编码器、FREQ键、IR键、VOLUME键、EQ键、ENTER键、AUTO键、MENU键、A键和B键；所述左主界面和右主界面分别设置在声卡一面的左右两侧，所述A键和B键设置在左主界面的左侧，所述FREQ键、IR键、VOLUME键、EQ键、AUTO键和MENU键设置在左主界面和右主界面之间，所述编码器设置在右主界面和AUTO键之间，所述ENTER键为编码器的下按功能键；所述麦克风本体、声卡和发射端之间无线连接，所述麦克风本体用于获取目标声源，所述声卡用于将麦克风本体获取的数字信号转换为模拟信号，所述发射端用于将声卡处理后的模拟信号输出；所述左主界面用于对各按键按下时的功能图标进行显示；所述右主界面用于显示与左主界面相匹配的选项内容和显示内容；所述编码器用于对调频数据、音量等级进行调整，对麦克风的提示音功能、锁屏功能和显示功能进行选择，对选项进行切换，以及配合ENTER键完成锁屏功能的解锁；所述FREQ键用于调用麦克风的调频功能；所述IR键用于调用麦克风的对频功能；所述VOLUME键用于调用麦克风的音量功能；所述EQ键用于调用麦克风的均衡器功能；所述AUTO键用于调用麦克风的控制功能；所述MENU键用于调用麦克风的菜单功能；所述ENTER键用于对编码器的选择进行确认，并控制右主界面进入匹配的界面，控制右主界面进入EQ界面，以及控制左主界面进入提示音功能、锁屏功能和显示功能的切换界面；所述A键和B键分别用于对A、B两通道进行选择。6.应用于权利要求1
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5任一项所述的基于物联网的麦克风语...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昌辉，李玉梅，
申请(专利权)人：恩平市菲玛特电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：