[发明专利]一种基于麦克风阵列的智能语音转文字及同声翻译系统

说明书

本发明提供一种基于麦克风阵列的智能语音转文字及同声翻译系统，其可以实时去除或降低多个竞争性干扰噪声；智能地识别目标声源，实现对目标语音信号的增强处理；然后进一步实现语音转文字及同声翻译功能；且设备体积较小容易携带。本发明的技术方案中，基于核心硬件双麦克风（麦克风阵列）构成的拾音系统用以进行语音信号的拾取，基于数字信号处理（DSP）的模块智能地实时选择目标语音且实时去除或降低竞争性干扰噪声的语音增强系统，匹配上能进行语音转文字和翻译功能的手机使用，实现在多竞争性干扰噪声环境中智能实时地辨识目标语音信号、对目标语音的增强，最后实现语音转文字及同声翻译功能。

技术领域

本发明涉及语音识别技术领域，具体为一种基于麦克风阵列的智能语音转文字及同声翻译系统。

背景技术

在现在的国际化背景下，我们与国际友人沟通的契机越来越多，然而不同国籍的人的母语不同，不同的语言是沟通中的一个巨大障碍；尽管翻译软件、同声翻译软件都已经出现，但是在嘈杂环境中，因为竞争声源的存在，低信噪比(SNR)的声源使得语音转文字的效果、同声翻译软件的翻译效果一直不是很理想。

国内已经有了一些相关的发明专利、以及相关的应用软件。在前端去噪方面，桂林电子科技大学的曾庆宁等人发明了《一种应用于噪声环境下语音识别的语音增强方法》(专利公开号为CN108831495A)，该方法构建了一个基于时频掩蔽的MVDR波束形成器；由于该方法采用的四元麦克风阵列的硬件电路比较复杂，占用空间大，因此并没有小型化和便携性设备产生，在同声翻译领域的实际应用中是有限制的。杭州诺尔康公司的王宁远等人发明了《人工耳蜗及助听器的双麦克风降噪系统和方法》(专利公开号为CN106658323A)，该方法以传统的双麦克风波束形成法为基础，通过对前向的目标信号进行估算以及维纳滤波，获得增强的语音信号，但是若环境中存在多个竞争性语音噪声，该方法的性能将无法保证。目前市面上已有的语音识别APP，如：讯飞、百度等公司的语音转写产品虽然能很好的识别单目标声源的人声并进行转写，但是一旦出现竞争性声源，则无法辨别目标声源，竞争声源的存在导致对目标声源的识别便产生紊乱，无法进行语音到文字的转写和翻译。

发明内容

为了解决现有同声翻译设备中存在的竞争性声源中辨别目标声源困难、设备体积过大不易携带的问题，本发明提供一种基于麦克风阵列的智能语音转文字及同声翻译系统，其可以智能识别目标声源，去除或降低竞争性噪声，对目标声源进行语音增强后进行语音到文字的转写和翻译，且设备体积较小容易携带。

本发明的技术方案是这样的：一种基于麦克风阵列的智能语音转文字及同声翻译系统，其包括：声音采集模块、音频转换模块、语音增强模块、翻译模块；所述声音采集模块智能地选取目标声源，将数据送入所述音频转换模块，进行模拟语音数据和数字语音数据之间的转换；所述语音增强模块通过数字信号处理器向所述音频转换模块中的音频编解码芯片发送控制信号，将所述音频转换模块传输过来的语音信号进行处理及其控制语音信号的传输；最后处理过的数字语音信号送入所述翻译模块，按照用户选择的目标语言进行实时翻译；翻译后的文字数据、声音数据通过文字或者音频的方式传递给用户；

其特征在于：

所述声音采集模块包括麦克风阵列、信号放大电路、带通滤波器、电源管理电路；所述麦克风阵列包括两个麦克风，两个麦克风之间的间隔设置为15mm；所述信号放大电路包括两级放大电路，其中一级放大电路设置在所述麦克风阵列与所述带通滤波器之间，二级放大电路设置在所述带通滤波器之后；所述带通滤波器包括由二阶低通电路、二阶高通电路组成，所述一级放大电路传入的声信号，经过所述带通滤波器滤波后，声信号通过所述二级放大电路进行放大，使滤波后的信号达到预设的电压范围；由所述麦克风阵列采集的声信号通过所述一级放大电路、所述带通滤波器、所述二级放大电路进行放大、工频滤波处理、放大升压处理后送入所述音频转换模块中进行数模转换；所述电压管理电路同时为所述声音采集模块、所述音频转换模块、所述语音增强模块供电；

所述语音增强模块中通过预先植入的语音增强算法对所述音频转换模块传入的声信号进行增强处理；所述语音增强算法包括以下步骤：