[发明专利]远场拾音设备、及远场拾音设备中采集人声信号的方法

说明书

本公开提供了一种远场拾音设备、及远场拾音设备中采集人声信号的方法。所述远场拾音系统包括分离的设备主体和麦克风拾音单元。所述麦克风拾音单元采集用户语音和所述设备主体播放的声音信号在空间传播后的回声并发送回所述设备主体处理。所述设备主体包括：播放信号源；同步信号发生器；喇叭；延迟确定单元；回声消除单元。本公开实施例能解决现有技术中麦克风信号和回声参考信号无法同步的问题，提高语音识别性能。

技术领域

本公开涉及电子设备领域，具体涉及一种远场拾音设备、及远场拾音设备中采集人声信号的方法。

背景技术

智能音箱是这样一种音箱，即其在播放的过程中可以识别用户在播放过程中发出的语音指令，如“开大音量”，然后按照用户的语音指令进行动作，如“提高播放的音量”。这些智能音箱中，麦克风拾取环境中的声音信号，包括用户语音、环境中的干扰噪声、智能音箱播放的声音信号的回声。麦克风收集的声音信号转换成数字信息化发送到语音信号前处理模块。语音信号前处理模块主要有两个任务：第一，利用回声消除算法去除或降低麦克风中接收到的智能音箱自身所播放的声音信号的回声，即播放信号源产生要播放的语音信号时，还从产生的语音信号中提取回声参考信号，在接收到麦克风拾取的包括用户语音、环境中的干扰噪声、智能音箱播放的声音信号的回声的混合信号后，用回声参考信号抵消混合信号中的回声；第二，利用波束形成等噪声消除算法降低环境中的干扰噪声。

在现有的智能音箱中，喇叭和麦克风往往集成在一个主机体上。麦克风和喇叭的距离很小，导致麦克风接收到的智能音箱自身所播放的声音信号的回声容易出现截幅和饱和现象，造成回声消除算法性能的明显下降。另外，由于喇叭和麦克风集成在一个主机体上，用户离麦克风较远。这时，如果环境中干扰噪声较大，或房间的混响较大，麦克风的输入信噪比较低，进而导致波束形成等降噪算法提供的增益变小，恶化语音识别性能。如果房间混响很小，用户语音的高频成分在传播中的损耗较大，也会恶化语音识别性能。

为了解决上述问题，产生了分离式的远场拾音方案。即，麦克风脱离于喇叭所在的主机体单独布置，麦克风拾取的信号通过无线等方式发送到主机体进行语音信号前处理。这时，麦克风和喇叭的距离变大，导致麦克风接收到的智能音箱自身所播放的声音信号的回声不会出现截幅和饱和现象。而且，用户离麦克风变近，从而改善语音识别性能。但是，由于麦克风到主机体之间的距离的不确定性等原因，接收到的麦克风信号和回声参考信号无法同步，导致回声消除算法应用性能太低。另外，现有的远场拾音设备耗电量大。

发明内容

本公开的一个目的在于提出一种远场拾音方案，能解决现有技术中麦克风信号和回声参考信号无法同步的问题，提高语音识别性能。

根据本公开实施例的第一方面，公开了一种远场拾音设备，所述远场拾音系统包括分离的设备主体和麦克风拾音单元，所述麦克风拾音单元采集用户语音和所述设备主体播放的声音信号在空间传播后的回声并发送回所述设备主体处理，

所述设备主体包括：

播放信号源，用于产生待播放声音信号；

同步信号发生器，用于产生同步于所述待播放声音信号、占用与所述待播放声音信号所在的第一频段不同的第二频段的同步信号；

喇叭，用于播放待播放声音信号和所述同步信号的叠加，作为所述设备主体播放的声音信号，

延迟确定单元，用于确定所述麦克风拾音单元发送回的信号中第二频段分量、与所述同步信号的时间延迟；

回声消除单元，用于基于所述麦克风拾音单元发送回的信号，利用按所确定的时间延迟而延迟了的待播放声音信号进行回声消除，得到采集的人声信号。

根据本公开实施例的第二方面，公开了一种远场拾音设备中采集人声信号的方法，所述远场拾音系统包括分离的设备主体和麦克风拾音单元，所述方法包括：