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收音方法及收音系统.pdf

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收音 方法 系统
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摘要
申请专利号:

CN201310176743.X

申请日:

2013.05.14

公开号:

CN104157291A

公开日:

2014.11.19

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法?#19978;?#24773;: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G10L 21/02申请公布日:20141119|||公开
IPC分类号: G10L21/02(2013.01)I 主分类号: G10L21/02
申请人: 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司; 鸿海精密工业股份有限公司
发明人: 梁哲铨
地址: 518109 广东省深圳市宝安区龙华镇油松第十工业区东环二路2号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 代理人:
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法律状态
申请(专利)号:

CN201310176743.X

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.01.04|||2014.11.19

法律状态类型:

发明专利申请公布后的视为撤回|||公开

摘要

一种收音方法,用于一电子装置中,所述电子装置包括两麦克风及一摄像头,其特征在于,所述方法包括:将所述摄像头前面的空间划分为若干区块;计算出每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟;确定一用户的脸部位于所述若干区块?#26800;?#19968;特定区块;根据所述特定区块对应的收音延迟,计算出指向所述特定区块的波束;所述两麦克风收集在所述波束范围?#26800;?#35821;音并抑制在所述波束范围以外的噪音。本发明还公开了一种收音系统。

权利要求书

权利要求书
1.  一种收音方法,用于一电子装置中,所述电子装置包括两麦克风及一摄像头,其特征在于,所述方法包括:
空间划分步骤,将所述摄像头前面的空间划分为若干区块;
延迟计算步骤,计算出每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟;
区块确定步骤,确定一用户的脸部位于所述若干区块?#26800;?#19968;特定区块;
波束计算步骤,根据所述特定区块对应的收音延迟,计算出指向所述特定区块的波束;及
语音收集步骤,所述两麦克风收集在所述波束范围?#26800;?#35821;音并抑制在所述波束范围以外的噪音。

2.  如权利要求1所述的收音方法,其特征在于:所述延迟计算步骤包括:
根据公式?=|D1-D2|/C计算出每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟,其中,?表示每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟,D1和D2分别表示每一区块的中心点到所述两麦克风的距离,C表示音速常量。

3.  如权利要求2所述的收音方法,其特征在于:所述收音方法还包括:
语音监视步骤,监视所述两麦克风收集到的语音信号的差异是否超过?#29615;?#20540;;及
波束修正步骤,若所述两麦克风收集到的语音信号的差异超过所述阀值,则利用粒子群优化算法重新计算指向所述特定区块的波束。

4.  如权利要求2所述的收音方法,其特征在于:所述收音方法还包括:
用户侦测步骤,侦测在所述空间中是否出现多个候选用户;及
用户筛选步骤,若所述空间中出现多个候选用户,则从所述多个候选用户中筛选出所述用户。

5.  如权利要求4所述的收音方法,其特征在于:所述用户筛选步骤包括:
侦测所述多个候选用户的嘴部变化,选取其中嘴部变化最大的候选用户作为所述用户。

6.  一种收音系统,用于一电子装置中,所述电子装置包括两麦克风及一摄像头,其特征在于,所述系统包括:
空间划分模块,用于将所述摄像头前面的空间划分为若干区块;
延迟计算模块,用于计算出每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟;
区块确定模块,用于确定一用户的脸部位于所述若干区块?#26800;?#19968;特定区块;
波束计算模块,用于根据所述特定区块对应的收音延迟,计算出指向所述特定区块的波束;及
语音收集模块,用于控制所述两麦克风收集在所述波束范围?#26800;?#35821;音并抑制在所述波束范围以外的噪音。

7.  如权利要求6所述的收音系统,其特征在于:所述延迟计算模块用于根据公式?=|D1-D2|/C计算出每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟,其中,?表示每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟,D1和D2分别表示每一区块的中心点到所述两麦克风的距离,C表示音速常量。

8.  如权利要求7所述的收音系统,其特征在于:所述收音系统还包括:
语音监视模块,用于监视所述两麦克风收集到的语音信号的差异是否超过?#29615;?#20540;;及
波束修正模块,用于当所述两麦克风收集到的语音信号的差异超过所述阀值时,利用粒子群优化算法重新计算指向所述特定区块的波束。

9.  如权利要求7所述的收音系统,其特征在于:所述收音系统还包括:
用户侦测模块,用于侦测在所述空间中是否出现多个候选用户;及
用户筛选模块,用于当所述空间中出现多个候选用户时,从所述多个候选用户中筛选出所述用户。

10.  如权利要求9所述的收音系统,其特征在于:所述用户筛选模块用于侦测所述多个候选用户的嘴部变化,选取其中嘴部变化最大的候选用户作为所述用户。

说明书

说明书收音方法及收音系统
技术领域
本发明涉及语音处理领域,特别是涉及一种收音方法及收音系统。
背景技术
随着科技的发展,笔记型电脑(Notebook PC)、平板电脑(Tablet PC)、智能?#21482;⊿martphone)等电子设备,对语音录入的要求越来越高,清晰、低噪的语音既可以给用户带来良好的使用体验,?#37096;?#20197;提高语音识别应用的准确度。因此,如何?#26723;?#29615;境的噪音和其他干扰源对语音录入的干扰一直是语音处理领域的研究重点和难点,现有的降噪手段常常需要较为?#22791;?#30340;运算才能取得足够的收音?#20998;剩?#28982;而,反复的运算对?#24067;?#35774;备的要求更高,所需运算时间也会更多,不适宜即时运算的需要。
发明内容
鉴于以上内容,有必要提供一种收音方法及收音系统,可以在保证收音?#20998;?#30340;前提下提高收音效率,减少运算时间。
一种收音方法,用于一电子装置中,所述电子装置包括两麦克风及一摄像头,所述方法包括:
空间划分步骤,将所述摄像头前面的空间划分为若干区块;
延迟计算步骤,计算出每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟;
区块确定步骤,确定一用户的脸部位于所述若干区块?#26800;?#19968;特定区块;
波束计算步骤,根据所述特定区块对应的收音延迟,计算出指向所述特定区块的波束;及
语音收集步骤,所述两麦克风收集在所述波束范围?#26800;?#35821;音并抑制在所述波束范围以外的噪音。
优选地,所述延迟计算步骤包括:
根据公式?=|D1-D2|/C计算出每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟,其中,?表示每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟,D1和D2分别表示每一区块的中心点到所述两麦克风的距离,C表示音速常量。
优选地,所述收音方法还包括:
语音监视步骤,监视所述两麦克风收集到的语音信号的差异是否超过?#29615;?#20540;;及
波束修正步骤,若所述两麦克风收集到的语音信号的差异超过所述阀值,则利用粒子群优化算法重新计算指向所述特定区块的波束。
优选地,所述收音方法还包括:
用户侦测步骤,侦测在所述空间中是否出现多个候选用户;及
用户筛选步骤,若所述空间中出现多个候选用户,则从所述多个候选用户中筛选出所述用户。
优选地,所述用户筛选步骤包括:
侦测所述多个候选用户的嘴部变化,选取其中嘴部变化最大的候选用户作为所述用户。
一种收音系统,用于一电子装置中,所述电子装置包括两麦克风及一摄像头,所述系统包括:
空间划分模块,用于将所述摄像头前面的空间划分为若干区块;
延迟计算模块,用于计算出每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟;
区块确定模块,用于确定一用户的脸部位于所述若干区块?#26800;?#19968;特定区块;
波束计算模块,用于根据所述特定区块对应的收音延迟,计算出指向所述特定区块的波束;及
语音收集模块,用于控制所述两麦克风收集在所述波束范围?#26800;?#35821;音并抑制在所述波束范围以外的噪音。
优选地,所述延迟计算模块用于根据公式?=|D1-D2|/C计算出每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟,其中,?表示每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟,D1和D2分别表示每一区块的中心点到所述两麦克风的距离,C表示音速常量。
优选地,所述收音系统还包括:
语音监视模块,用于监视所述两麦克风收集到的语音信号的差异是否超过?#29615;?#20540;;及
波束修正模块,用于当所述两麦克风收集到的语音信号的差异超过所述阀值时,利用粒子群优化算法重新计算指向所述特定区块的波束。
优选地,所述收音系统还包括:
用户侦测模块,用于侦测在所述空间中是否出现多个候选用户;及
用户筛选模块,用于当所述空间中出现多个候选用户时,从所述多个候选用户中筛选出所述用户。
优选地,所述用户筛选模块用于侦测所述多个候选用户的嘴部变化,选取其中嘴部变化最大的候选用户作为所述用户。
与现有技术相比,用于上述电子装置?#26800;?#25910;音方法及收音系统,藉由侦测用户人脸所在的特定空间区块确定收音延迟,再套用该收音延迟计算出指向所述特定空间区块的波束,对该波束范围内的语音进行采集并对该波束范围以外的噪音进行抑制,这样,既保证了所述电子装置的收音?#20998;剩?#20063;避免?#26494;?#28304;定位所需的庞大运算量,使得运算更为即时和精准。
附图说明
图1为本发明一种实施方式?#26800;?#30005;子装置的立体图。
图2为本发明一种实施方式?#26800;?#30005;子装置的功能框图。
图3为本发明一种实施方式?#26800;?#25910;音系统的功能框图。
图4为本发明一种实施方式?#26800;?#30005;子装置的摄像头前面空间被划分为若干区块后的示意图。
图5为本发明一种实施方式?#26800;?#35745;算一区块与两麦克风的示意图。
图6和图7为本发明一种实施方式?#26800;?#25910;音方法的流程图。
主要元件符号说明
电子装置10显示构件11基底构件12中央处理器101存储器102麦克风103摄像头104收音系统20空间划分模块201延迟计算模块202用户侦测模块203用户筛选模块204区块确定模块205波束计算模块206语音收集模块207语音监视模块208波束修正模块209
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1,图中示意性的示出了根据本发明一种实施方式的电子装置10的立体图。在图1所?#38236;?#23454;施例中,所述电子装置10是一台笔记本计算机,但是本领域的技术人员应当理解,所述电子装置10可以为任何类型的电子设备,例如但不限于平板个人计算机、个人数?#31181;?#29702;(PDA)、台式计算机、游戏设备、数字视频播放器、无线电设备、电视机、咖啡机,或任何其他类型的便携式或非便携式电子设备。
所述电子装置10包括显示构件11和基底构件12,所述显示构件11可转动地耦?#29616;?#25152;述基底构件12上,所述显示构件11可以相?#36816;?#36848;基底构件12在打开和关?#29031;?#20004;个位置之间转动。所述显示构件11包括显示器,用于提供可视化的用户界面。
所述基底构件12是所述电子装置10的主体部分,用于收纳和集成包括主板、中央处理器(CPU)、随机访存存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、图形加速器、磁盘、扩展卡等电子器件。所述基底构件12的工作面上设有键盘、触控板等输入装置。
所述显示构件11的正面安装有两麦克风103和一摄像头104,当所述显示构件11正对用户的时候,所述两麦克风103和所述摄像头104也正对用户,以便接收用户发出的语音以及侦测用户的脸部。在一实施例中,所述两麦克风103和所述摄像头104位于同一水平方向上。
请参阅图2,图中示意性的示出了根据本发明一种实施方式的电子装置10的功能框图,所述电子装置10包括一中央处理器101、一存储器102、两麦克风103和一摄像头104。一收音系统20可运行于所述电子装置10中。
所述中央处理器101用于处理数据和控制管理所述电子装置10的全部功能组件,包括所述存储器102、所述两麦克风103和所述摄像头104。
所述存储器102用于存储数据,可以包括随机存取存储器(RAM)、闪存、磁盘等存储装置。
所述两麦克风103用于采集用户发出的语音。
所述摄像头104用于侦测人的脸部。
所述收音系统20用于控制所述电子装置10来执行语音录入任务。
请参阅图3,图中示意性的使出了根据本发明一种实施方式的收音系统20的功能框图,所述收音系统20包括空间划分模块201、延迟计算模块202、用户侦测模块203、用户筛选模块204、区块确定模块205、波束计算模块206、语音收集模块207、语音监视模块208及波束修正模块209。所述收音系统20可以由存储于所述存储器102?#26800;?#31243;序指令来实现,?#37096;?#20197;是由固化在?#24067;?#33455;片?#26800;?#31243;序指令来实现。
所述空间划分模块201,用于将所述摄像头104前面的空间划分为若干区块。在如图4所?#38236;?#19968;个例子中,所述空间划分模块201将所述摄像头104前面的空间划分成为3x3x3一共27个区块。
所述延迟计算模块202,用于计算出每一区块到所述两麦克风103之间的收音延迟。如图5所示,D1和D2分别表示一个区块的中心点到所述两麦克风103的距离,所述延迟计算模块202根据公式?=|D1-D2|/C计算出每一区块到所述两麦克风103之间的收音延迟,其中,?表示每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟,C表示音速常量。所述延迟计算模块202计算出每一区块到所述两麦克风103之间的收音延迟后,将每一区块对应的收音延迟作为参数存储于所述存储器102中,便于以后读取使用。
所述用户侦测模块203,用于侦测在所述空间中是否出现多个候选用户。所述用户侦测模块203主要适用于会议室、多人语音聊天等场景。
所述用户筛选模块204,用于当所述空间中出现多个候选用户时,从所述多个候选用户中筛选出一个活动用户。所述用户筛选模块204侦测所述多个候选用户的嘴部变化,选取其中嘴部变化最大的候选用户作为所述活动用户。
所述区块确定模块205,用于确定所述活动用户的脸部位于所述若干区块?#26800;?#19968;特定区块。
所述波束计算模块206,用于根据所述特定区块对应的收音延迟,计算出指向所述特定区块的波束。在一实施例中,所述波束计算模块206可以将所述收音延迟带入波束成形演算法(Beam Forming)来计算出指向所述特定区块的波束。
所述语音收集模块207,用于控制所述两麦克风103收集在所述波束范围?#26800;?#35821;音并抑制在所述波束范围以外的噪音。
所述语音监视模块208,用于监视所述两麦克风103收集到的语音信号的差异是否超过?#29615;?#20540;。
所述波束修正模块209,用于当所述两麦克风103收集到的语音信号的差异超过所述阀值时,重新计算指向所述特定区块的波束。在一实施例中,所述波束修正模块209利用粒子群优化算法(Particle Swam Optimization Algorithm)来重新计算指向所述特定区块的波束,粒子群优化算法具有收?#37096;臁?#35774;定参数少的优点,可以以较少的迭代次数寻?#19994;?#26368;优解。
请参阅图6和图7,图中示意性的示出了根据本发明一种实施方式的收音方法的流程图。所述方法包括以下步骤:
步骤S601,将所述摄像头104前面的空间划分为若干区块。在如图4所?#38236;?#19968;个例子中,所述空间划分模块201将所述摄像头104前面的空间划分成为3x3x3一共27个区块。
步骤S602,计算出每一区块到所述两麦克风103之间的收音延迟。如图5所示,D1和D2分别表示一个区块的中心点到所述两麦克风103的距离,所述延迟计算模块202根据公式?=|D1-D2|/C计算出每一区块到所述两麦克风103之间的收音延迟,其中,?表示每一区块到所述两麦克风之间的收音延迟,C表示音速常量。计算出每一区块到所述两麦克风103之间的收音延迟后,将每一区块对应的收音延迟作为参数存储于所述存储器102中,便于以后读取使用。
步骤S603,侦测在所述空间中是否出现多个候选用户,若是,则进入步骤S604,若否,则进入步骤S605。
步骤S604,从所述多个候选用户中筛选出一个活动用户。侦测所述多个候选用户的嘴部变化,选取其中嘴部变化最大的候选用户作为所述活动用户。
步骤S605,确定所述活动用户的脸部位于所述若干区块?#26800;?#19968;特定区块。
步骤S606,根据所述特定区块对应的收音延迟,计算出指向所述特定区块的波束。在一实施例中,将所述收音延迟带入波束成形演算法(Beam Forming)来计算出指向所述特定区块的波束。
步骤S607,控制所述两麦克风103收集在所述波束范围?#26800;?#35821;音并抑制在所述波束范围以外的噪音。
步骤S608,监视所述两麦克风103收集到的语音信号的差异是否超过?#29615;?#20540;,若是,则进入步骤S609,若否,则结束。
步骤S609,重新计算指向所述特定区块的波束。在一实施例中,利用粒子群优化算法(Particle Swam Optimization Algorithm)来重新计算指向所述特定区块的波束,粒子群优化算法具有收?#37096;臁?#35774;定参数少的优点,可以以较少的迭代次数寻?#19994;?#26368;优解。
步骤S610,控制所述两麦克风103收集在重新计算出的所述波束范围?#26800;?#35821;音并抑制在所述波束范围以外的噪音。
相对于现有技术,用于上述电子装置10?#26800;?#25910;音系统20及收音方法,藉由侦测用户人脸所在的特定空间区块确定收音延迟,再套用该收音延迟计算出指向所述特定空间区块的波束,对该波束范围内的语音进行采集并对该波束范围以外的噪音进行抑制,这样,既保证了所述电子装置10的收音?#20998;剩?#20063;避免?#26494;?#28304;定位所需的庞大运算量,使得运算更为即时和精准。
对本领域的技术人员来说,可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实?#24066;?#35201;做出其他相应的改变或调整,而这些改变和调整?#21152;?#23646;于本发明权利要求的保护范围。

关于本文
本文标题:收音方法及收音系统.pdf
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