CN106340306A - 一种提高语音识别度的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及语音处理技术领域，特别地涉及一种提高语音识别度的方法及装置。本发明公开了一种提高语音识别度的方法，包括如下步骤：S1，获取语音信号，进入步骤S2；S2，对语音信号中的预定低频噪音部分和高频噪音部分进行衰减，得到中间频段的语音信号，进入步骤S3；S3，将语音信号与预设的标准信号值进行对比，当语音信号小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大；当语音信号大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小。本发明还公开了一种提高语音识别度的装置。本发明提高了语音识别度，降低了环境噪音，保证了远距离高标准的拾音质量，且麦克风数量少，成本较低，变化灵活。
Description
技术领域
本发明属于语音处理技术领域，具体地涉及一种提高语音识别度的方法及装置。
背景技术
随着互联网的发展以及生活水平的提高，传统家居开始向智能家居转化。智能家居就是通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。
虽然目前市场上智能家居的设备越来越普遍，但是，其在人机交互方面还存在较大欠缺，即麦克风识别语音技术有限，远距离拾音方面接收信号强度不够，反馈的通话质量较差，影响使用及控制效果。于是出现麦克风阵列，其利用物理矩阵波束进一步提高识别度，但是需要多个麦克风完成，成本较高，且处理较复杂。
发明内容
本发明的目的在于为解决上述问题而提供一种可以提高语音识别度，降低环境噪音，保证远距离高标准的拾音质量，且麦克风数量少，成本较低的提高语音识别度的方法及装置。
为此，本发明公开了一种提高语音识别度的方法，包括如下步骤
S1，获取语音信号，进入步骤S2；
S2，对语音信号中的预定低频噪音部分和高频噪音部分进行衰减，得到中间频段的语音信号，进入步骤S3；
S3，将中间频段的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小。
进一步的，所述步骤S1具体为：采用麦克风获取外界语音信号，并对其进行ADC信号转换。
更进一步的，所述麦克风的类型包括驻极体、贴片模拟或贴片数字；所述麦克风的指向性包括全指向性、单指向性或双指向性。
进一步的，所述步骤S2具体为：对语音信号中的200Hz以下信号和5000Hz以上信号进行衰减，得到频宽为200Hz-5000Hz的语音信号。
进一步的，所述衰减的斜率为48dB/Oct。
进一步的，所述步骤S2中，采用有源滤波器或无源滤波器对语音信号中的预定低频噪音部分和高频噪音部分进行衰减。
进一步的，所述步骤S3具体为：将中间频段的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大至标准信号值；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小至标准信号值。
进一步的，所述标准信号值设定在失真可控范围内，以免破音。
本发明还公开了一种提高语音识别度的装置，包括
语音信号获取模块，用于获取语音信号；
语音信号滤波模块，用于对语音信号中的预定低频噪音部分和高频噪音部分进行衰减，得到中间频段的语音信号；
自动增益控制模块，用于将中间频段的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小。
进一步的，所述语音信号滤波模块，用于对语音信号中的200Hz以下信号和5000Hz以上信号进行衰减，得到频宽为200Hz-5000Hz的语音信号。
本发明的有益技术效果：
本发明通过对语音信号中的预定低频噪音部分和高频噪音部分进行衰减，得到中间频段的语音信号，将中间频段的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小，从而提高了语音识别度，降低了环境噪音，保证了远距离高标准的拾音质量，且麦克风数量少，成本较低，变化灵活。
附图说明
图1为本发明具体实施例的方法流程图；
图2为本发明具体实施例的方法的整体逻辑图；
图3为本发明具体实施例的装置结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1和2所示，一种提高语音识别度的方法，包括如下步骤：
S1，获取语音信号，进入步骤S2；
具体的，采用麦克风拾取外界语音信号即人声信号，得到模拟语音信号，然后进行ADC信号转换，将模拟语音信号转换成数字语音信号，ADC信号转换可以采用现有的AD转换电路，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。
其中，麦克风的类型可以是驻极体、贴片模拟或贴片数字等；麦克风的指向性可以是全指向性、单指向性或双指向性，数量可以是一个，以降低成本，当然，为了得到较强的语音信号，也可以采用多个麦克风，但成本会相应增加，实际使用中，可以根据实际情况进行综合考虑选择，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。
S2，对语音信号中的预定低频噪音部分和高频噪音部分进行衰减，得到中间频段的语音信号，进入步骤S3；
具体的，在麦克风采集外界语音信号时，不单会获得人声的语音信号，同时也会把周围的环境噪音采集进来，而噪音会影响语音信号的质量，从而影响使用及控制效果，因此，需要将噪音滤除掉。
通常人声的语音频宽基本集中在200Hz-5000Hz之间，所以在本具体实施例中，将对语音信号中的200Hz以下信号（预定低频噪音部分）和5000Hz以上（预定高频噪音部分）信号进行衰减，当然，在其它实施例中，预定低频噪音部分和高频噪音部分可以根据实际情况进行选择，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。
本具体实施例中，采用有源滤波器对语音信号中的200Hz以下信号和5000Hz以上信号进行衰减滤波，衰减斜率优选为48dB/Oct，目的是通过对200Hz以下信号和5000Hz以上信号进行大幅度衰减，以降低环境噪声，突出人声频宽范围，这样就提取了语音频宽范围为200Hz-5000Hz的语音信号的信号幅度，降低了周围环境中低频及高频噪声。有源滤波器为现有的有源滤波器，如LCR电路或数字滤波电路，此可以参照现有技术，不再细说。当然，在其它实施例中，也可以采用现有的无源滤波器对200Hz以下信号和5000Hz以上信号进行衰减滤波。
S3，将中间频段的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小。
具体的，首先获取200Hz-5000Hz频宽范围的语音信号的幅度值，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。
然后将200Hz-5000Hz频宽范围的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大至标准信号值；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小至标准信号值，再将校准后的语音信号进行输出，这样就可以获得恒值不变的语音信号，即保持远距离高标准的拾音质量，又可以避免环境噪声的影响，保证了高质量的人机通话要求，提高了语音识别度。对语音信号进行增益放大或减小为现有技术，可以参照现有技术，此不再详细说明。当然，在其它实施例中，也可以不是增益放大或减小到预设的标准信号值，而是与预设的标准信号值相差一定数值，此可以根据实际情况进行选择，是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
进一步的，为了避免增益放大或减小后的语音信号失真，产生破音，预设的标准信号值要设定在失真可控范围内，即其幅度值要选择在线性可控范围内，此是本领域技术人员可以根据实际使用情况进行选择决定的，不再细说。
如图3所示，本发明还公开了一种提高语音识别度的装置，包括
语音信号获取模块11，用于获取语音信号。
具体的，语音信号获取模块11为麦克风，其类型可以是驻极体、贴片模拟或贴片数字等；指向性可以是全指向性、单指向性或双指向性，数量可以是一个，降低成本，当然，为了得到较强的语音信号，也可以采用多个麦克风，但成本会相应增加，实际使用中，可以根据实际情况进行综合考虑选择，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再详细说明。
语音信号滤波模块12，用于对语音信号中的预定低频噪音部分和高频噪音部分进行衰减，得到中间频段的语音信号。
本具体实施例中，语音信号滤波模块12为有源滤波器，用于对语音信号中的200Hz以下信号和5000Hz以上信号进行衰减滤波，衰减斜率优选为48dB/Oct，目的是通过对200Hz以下信号和5000Hz以上信号进行大幅度衰减，以降低环境噪声，突出人声频宽范围，这样就提取了语音频宽范围为200Hz-5000Hz的语音信号的信号幅度，降低了周围环境中低频及高频噪声。有源滤波器为现有的有源滤波器，如LCR电路或数字滤波电路，可以参照现有技术，此不再细说。当然，在其它实施例中，也可以是现有的无源滤波器。
自动增益控制模块13，用于将中间频段的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小。
具体的，自动增益控制模块13首先提取200Hz-5000Hz频宽范围的语音信号的幅度值。
然后将200Hz-5000Hz频宽范围的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大至标准信号值；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小至标准信号值，再将增益后的语音信号进行输出，这样就可以获得恒值不变的语音信号，即保持远距离高标准的拾音质量，又可以避免环境噪声的影响，保证了高质量的人机通话要求，提高了语音识别度。自动增益控制模块13为现有技术，可以参照现有技术，此不再详细说明。当然，在其它实施例中，也可以不是增益放大或减小到预设的标准信号值，而是与预设的标准信号值相差一定数值，此可以根据实际情况进行选择，是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
自动增益控制模块13可以设置在MCU处理器内，MCU处理器的控制系统可以是安卓系统和IOS系统。
综上所述，本发明通过对语音信号中的预定低频噪音部分和高频噪音部分进行衰减，得到中间频段的语音信号，将中间频段的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小，从而提高了语音识别度，降低了环境噪音，保证了远距离高标准的拾音质量，且麦克风数量少，成本较低，变化灵活。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种提高语音识别度的方法，其特征在于：包括如下步骤
S1，获取语音信号，进入步骤S2；
S2，对语音信号中的预定低频噪音部分和高频噪音部分进行衰减，得到中间频段的语音信号，进入步骤S3；
S3，将中间频段的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小。
2.根据权利要求1所述的提高语音识别度的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：采用麦克风获取外界语音信号，并对其进行ADC信号转换。
3.根据权利要求2所述的提高语音识别度的方法，其特征在于：所述麦克风的类型包括驻极体、贴片模拟或贴片数字；所述麦克风的指向性包括全指向性、单指向性或双指向性。
4.根据权利要求1所述的提高语音识别度的方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：对语音信号中的200Hz以下信号和5000Hz以上信号进行衰减，得到频宽为200Hz-5000Hz的语音信号。
5.根据权利要求1或4所述的提高语音识别度的方法，其特征在于：所述衰减的斜率为48dB/Oct。
6.根据权利要求1或4所述的提高语音识别度的方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用有源滤波器或无源滤波器对语音信号中的预定低频噪音部分和高频噪音部分进行衰减。
7.根据权利要求1所述的提高语音识别度的方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：将中间频段的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大至标准信号值；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小至标准信号值。
8.根据权利要求1或7所述的提高语音识别度的方法，其特征在于：所述标准信号值设定在失真可控范围内，以免破音。
9.一种提高语音识别度的装置，其特征在于：包括
语音信号获取模块，用于获取语音信号；
语音信号滤波模块，用于对语音信号中的预定低频噪音部分和高频噪音部分进行衰减，得到中间频段的语音信号；
自动增益控制模块，用于将中间频段的语音信号的幅度值与预设的标准信号值进行对比，当语音信号的幅度值小于标准信号值时，对语音信号进行增益放大；当语音信号的幅度值大于标准信号值时，对语音信号进行增益减小。
10.根据权利要求9所述的提高语音识别度的装置，其特征在于：所述语音信号滤波模块，用于对语音信号中的200Hz以下信号和5000Hz以上信号进行衰减，得到频宽为200Hz-5000Hz的语音信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170118 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |