一文带你全面熟悉智能语音之麦克风阵列技术的原理.doc
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1、一文带你全面熟悉智能语音之麦克风阵列技术的原理麦克风阵列(Microphone Array),从字面上,指的是麦克风的排列。也就是说由一定数目的声学传感器(一般是麦克风)组成,用来对声场的空间特性进行采样并处理的系统。早在20世纪70、80年代,麦克风阵列已经被应用于语音信号处理的研究中,进入90年代以来,基于麦克风阵列的语音信号处理算法逐渐成为一个新的研究热点。而到了“声控时代”,这项技术的重要性显得尤为突出。麦克风阵列能干什么?任何一项技术的发生发展都伴随着问题的提出及解决,麦克风阵列也是如此。那么它主要应用在哪些场景下呢?又有着怎样的功能!【噪声环境怎么破?】 语音增强(Speech E
2、nhancement)语音增强是指当语音信号被各种各样的噪声(包括语音)干扰甚至淹没后,从含噪声的语音信号中提取出纯净语音的过程。所以DingDong在嘈杂环境下,也能准确识别语音指令。通过麦克风阵列波束形成进行语音增强示意图从20世纪60年代开始,Boll等研究者先后提出了针对使用一个麦克风的语音增强技术,称为单通道语音增强。因为它使用的麦克风个数最少,并且充分考虑到了语音谱和噪声谱的特性,使得这些方法在某些场景下也具有较好的噪声抑制效果,并因其方法简单、易于实现的特点广泛应用于现有语音通信系统与消费电子系统中。但是,在复杂的声学环境下,噪声总是来自于四面八方,且其与语音信号在时间和频谱上常
3、常是相互交叠的,再加上回波和混响的影响,利用单麦克风捕捉相对纯净的语音是非常困难的。而麦克风阵列融合了语音信号的空时信息,可以同时提取声源并抑制噪声。目前科大讯飞已经实现了基于线性阵列、平面阵列以及空间立体阵列的波束形成和降噪技术,效果均达到业界一流水平。2013年科大讯飞车载降噪产品和国际竞争对手效果对比【说话人老是变幻位置怎么破?】声源定位(Source Localization)现实中,声源的位置是不断变化的,这对于麦克风收音来说,是个障碍。麦克风阵列则可以进行声源定位,声源定位技术是指使用麦克风阵列来计算目标说话人的角度和距离,从而实现对目标说话人的跟踪以及后续的语音定向拾取,是人机交
4、互、音视频会议等领域非常重要的前处理技术。所以麦克风阵列技术不限制说话人的运动,不需要移动位置以改变其接收方向,具有灵活的波束控制、较高的空间分辨率、高的信号增益与较强的抗干扰能力等特点,因而成为智能语音处理系统中捕捉说话人语音的重要手段。混响产生原因示意图【室内回声太大怎么破?】去混响(Dereverberation)一般我们听音乐时,希望有混响的效果,这是听觉上的一种享受。合适的混响会使得声音圆润动听、富有感染力。混响(Reverberation)现象指的是声波在室内传播时,要被墙壁、天花板、地板等障碍物形成反射声,并和直达声形成叠加,这种现象称为混响。但是,混响现象对于识别就没有什么好处
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