一种采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理方法和系统与流程

本发明属于音频信号处理领域，尤其涉及一种采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理方法及系统。

背景技术：

1、语音增强和阵列技术的研究开展较早，虽然随着数字信号处理领域相关理论的完善和成熟，这两项技术也取得了一定的成果，但最早的语音增强重点研究单个麦克风语音增强，最早的阵列技术也是利用窄带天线阵列进行探测，而将阵列技术运用到语音增强中来。

2、传统的拾音设备都是基于单麦克设计，单麦克风设计简单，利用信号的时域、频域特征可以抑制稳态噪声，很难满足恶劣环境下的拾音需求。但在汽笛声、发动机瞬态噪声、武器发射等非稳态噪声，单麦克风降噪性能急剧下降，甚至引起其他噪声。麦克风阵列可以利用时域、频域和空间特征进行抑制稳态和非稳态噪声，麦克风阵列通用架构为线性阵列、圆形阵列或球形阵列等。目前已有6路线性麦克风阵列的构型，该构型可以有效解决远场语音交互环境下的语音信号质量问题，有效抑制非稳态噪声。但是存在一个问题：当有一个麦克风出现问题，整个算法设计会被打乱，影响拾音效果。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的缺陷，本发明提供了一种采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理方法和系统。

2、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、第一方面，提供了一种采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理系统，包括：

4、麦克风阵列模块及处理器模块；

5、麦克风阵列模块具有n个麦克风，n为大于2的正整数；

6、麦克风阵列模块，用于通过n个麦克风采集得到对应的n路麦克风数据，并根据预设回声消除算法得到两路参考麦克风数据；将n路麦克风数据及两路参考麦克风数据通过各自对应的音频通道传输至处理器模块；

7、处理器模块，用于通过语音活性检测vad算法分别对每一路麦克风数据进行处理，检测n个麦克风是否故障；当检测到至少一个麦克风故障时，使用双麦克风阵列算法和两路参考麦克风数据对n路麦克风数据进行降噪处理，得到单路数字音频数据；

8、处理器模块，还用于当检测到没有麦克风故障时，使用阵列降噪算法对n路麦克风数据进行降噪处理，得到单路数字音频数据。

9、进一步的，麦克风阵列模块包括：

10、阵列板；n的取值为6；

11、6个麦克风按照一条直线排列部署在阵列板上，6个麦克风具有相同的麦克风参数。

12、进一步的，阵列板上相邻的两个麦克风之间的间距均为3.5厘米。

13、进一步的，麦克风阵列模块还包括：

14、usb传输单元及回声消除算法单元；

15、回声消除算法单元，用于基于6个麦克风的麦克风参数，根据预设回声消除算法生成两路参考麦克风数据；

16、usb传输单元与回声消除算法单元及6个麦克风连接；

17、usb传输单元通过usb传输线与处理器模块连接，建立8路音频通道，8路音频通道包括6路麦克风音频通道及2路回声消除音频通道，每一路麦克风音频通道对应一个麦克风；每一路回声消除音频通道传输一路参考麦克风数据。

18、进一步的，处理器模块包括：

19、6个vad单元，每一个vad单元对应连接一路麦克风音频通道；

20、vad单元，用于通过vad算法处理对应的麦克风音频通道传输的麦克风数据，检测是否存在语音信号；当存在语音信号时，检测结果为对应的麦克风没有发生故障；当不存在语音信号时，检测结果为对应的麦克风发生故障。

21、进一步的，处理器模块还包括：

22、算法选择单元，用于获取6个vad单元的检测结果；根据检测结果确定6个麦克风中至少一个麦克风故障时，选择双麦克风阵列算法；根据检测结果确定6个麦克风中没有麦克风故障时，选择阵列降噪算法。

23、第二方面，提供了一种采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理方法，应用于第一方面的采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理系统，处理方法包括：

24、采集得到n路麦克风数据，并根据预设回声消除算法得到两路参考麦克风数据；

25、通过语音活性检测vad算法分别对每一路麦克风数据进行处理，检测n个麦克风是否故障；

26、当检测到至少一个麦克风故障时，使用双麦克风阵列算法和两路参考麦克风数据对n路麦克风数据进行降噪处理，得到单路数字音频数据；

27、当检测到没有麦克风故障时，使用阵列降噪算法对n路麦克风数据进行降噪处理，得到单路数字音频数据。

28、进一步的，通过vad算法分别对每一路麦克风数据进行处理，检测n个麦克风是否故障，包括：

29、通过vad算法处理每一路麦克风数据，检测是否存在语音信号；

30、当存在语音信号时，检测结果为对应的麦克风没有发生故障；

31、当不存在语音信号时，检测结果为对应的麦克风发生故障。

32、本发明所达到的有益效果：

33、麦克风阵列模块通过n个麦克风采集得到对应的n路麦克风数据，并根据预设回声消除算法得到两路参考麦克风数据；将n路麦克风数据及两路参考麦克风数据通过各自对应的音频通道传输至处理器模块；处理器模块通过vad算法分别对每一路麦克风数据进行处理，检测n个麦克风是否故障；当检测到至少一个麦克风故障时，使用双麦克风阵列算法对n路麦克风数据及两路参考麦克风数据进行降噪处理，得到单路数字音频数据；当检测到没有麦克风故障时，使用阵列降噪算法和两路参考麦克风数据对n路麦克风数据进行降噪处理，得到单路数字音频数据。与现有技术相比，添加vad算法检测功能，当有麦克风出现故障时，自动切换双麦克风算法，同时通过两路参考麦克风数据进行回声消除，提升了在远场下语音话音质量，提高了拾音效果。

技术特征：

1.一种采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理系统，其特征在于，所述麦克风阵列模块包括：

3.根据权利要求2所述的采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理系统，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理方法，其特征在于，所述麦克风阵列模块还包括：

5.根据权利要求4所述的采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理系统，其特征在于，所述处理器模块包括：

6.根据权利要求5所述的采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理系统，其特征在于，所述处理器模块还包括：

7.一种采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理方法，其特征在于，应用于权利要求1-6中所述的采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理系统，所述处理方法包括：

8.根据权利要求7所述的采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理方法，其特征在于，所述通过vad算法分别对每一路所述麦克风数据进行处理，检测n个所述麦克风是否故障，包括：

技术总结本发明公开了一种采用麦克风阵列获取音频消除回音的处理方法和系统，系统包括：麦克风阵列模块及处理器模块；麦克风阵列模块，用于通过N个麦克风采集得到对应的N路麦克风数据，并根据预设回声消除算法得到两路参考麦克风数据；处理器模块，用于通过VAD算法分别对每一路麦克风数据进行处理，检测N个麦克风是否故障；当检测到至少一个麦克风故障时，使用双麦克风阵列算法对N路麦克风数据及两路参考麦克风数据进行降噪处理，得到单路数字音频数据；处理器模块，还用于当检测到没有麦克风故障时，使用阵列降噪算法对N路麦克风数据及两路参考麦克风数据进行降噪处理，得到单路数字音频数据。提升了在远场下语音话音质量，提高了拾音效果。技术研发人员：苏久平,卢山,邹清杨,冯洋松受保护的技术使用者：长沙湘计海盾科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/29