一种用于多噪音环境的微型麦克风语音识别系统的制作方法

本发明涉及麦克风测试，具体是一种用于多噪音环境的微型麦克风语音识别系统。

背景技术：

1、微型麦克风是指体积较小、方便携带的麦克风，是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，包括动圈式、电容式、驻极体等类型，具备一键静音、音量调节等实用功能，方便用户在使用过程中快速调整设置，同时还兼容多种操作系统和设备，使得用户可以在不同的设备上轻松使用这款麦克风；

2、传统的微型麦克风语音识别系统往往受限于噪音环境的影响，尤其在多噪音环境下，语音识别性能会大幅下降，且无法准确评估所模拟多噪音环境的模拟表现状况并准确判断其语音识别状况，以及在判断微型麦克风语音识别性能较差时不能精准反馈其寿命状况，智能化程度低；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于多噪音环境的微型麦克风语音识别系统，解决了现有麦克风语音识别系统的语音识别性能差，且无法准确评估所模拟多噪音环境的模拟表现状况并准确判断其语音识别状况，以及在判断微型麦克风语音识别性能较差时不能精准反馈其寿命状况，智能化程度低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于多噪音环境的微型麦克风语音识别系统，包括处理器、声音信号采集模块、抗噪增强处理模块、特征提取模块、解码识别模块和输出反馈模块；声音信号采集模块用于捕获环境中的声音信号，并利用传声原理将声音能量转化为电信号，且将所转化的电信号经处理器发送至抗噪增强处理模块；

4、抗噪增强处理模块通过滤波器或噪声抑制算法去除或抑制背景噪音，并进行去除非语音成分的操作，以及通过音量增加或等化处理增强语音信号的清晰度，且将处理后的语音信号经处理器发送至特征提取模块；

5、特征提取模块从语音信号中提取出有用特征，包括通过短时能量、过零率、梅尔频率倒谱系数捕捉语音信号在频谱和时域上的变化，形成一组特征向量，且将所提取的特征向量经处理器发送至解码识别模块；

6、解码识别模块基于预先训练好的语音识别模型，对特征向量进行解码和识别，包括对特征向量的匹配和搜索以找到最符合的文本序列，且将解码结果转化为可读的文本输出，并将识别出的文本经处理器发送至输出反馈模块；输出反馈模块识别出的文本会输出到用户界面或相应的应用程序中。

7、进一步的，处理器与语音识别评估模块通信连接，当对麦克风语音识别性能进行测试时，事先模拟出相应的多噪音环境，将微型麦克风在多噪音环境中的语音识别性能进行测试，语音识别评估模块基于相应测试结果评估麦克风语音识别表现状况，并生成语音识别存异信号或语音识别无异信号，且将语音识别存异信号或语音识别无异信号经处理器发送至用户终端，用户终端接收到语音识别存异信号时发出相应预警。

8、进一步的，将微型麦克风在所模拟多噪音环境中的语音识别性能进行测试的具体过程如下：

9、识别准确率测试：使用标准语音数据集或实际采集的语音样本对麦克风进行测试，通过对比麦克风识别出的文本与原始语音对应的文本，计算词错误率或音素错误率，据此得到麦克风语音识别的识别准确率；

10、识别速度测试：记录麦克风完成一次识别任务所需的时间，使用每秒识别字数或每秒识别帧数作为衡量指标，据此得到麦克风语音识别的识别速率；

11、实时性测试：记录麦克风完成一次识别任务的响应时间或延迟时间，据此得到麦克风语音识别的响应延时值；

12、灵敏度测试：通过测量麦克风在不同声压下的输出电压，检测麦克风对声音信号的转换能力，据此得到麦克风语音识别的灵敏度数据；

13、频率响应测试：通过测试麦克风对不同频率声音的响应情况，判断人类语音的主要频率范围与麦克风所能识别的频率范围的重合性，据此得到麦克风语音识别的频率覆盖数据；

14、信噪比测试：测量麦克风输出信号与噪音信号的比值，以判断其抗噪能力，据此得到麦克风语音识别的信噪比数据。

15、进一步的，语音识别评估模块的具体评估过程包括：

16、获取到麦克风语音识别的识别准确率、识别速率、响应延时值、灵敏度数据、频率覆盖数据和信噪比数据，通过将识别准确率、识别速率、响应延时值、灵敏度数据、频率覆盖数据和信噪比数据进行数值计算得到语音识别评估值，将语音识别评估值与预设语音识别评估阈值进行数值比较，若语音识别评估值超过预设语音识别评估阈值，则生成语音识别无异信号；若语音识别评估值未超过预设语音识别评估阈值，则生成语音识别存异信号。

17、进一步的，处理器与模拟可靠性检评模块通信连接，在模拟出相应的多噪音环境后，模拟可靠性检评模块对所模拟的多噪音环境进行检测评估，通过分析生成模拟合格信号或模拟不合格信号，且将模拟合格信号或模拟不合格信号经处理器发送至用户终端，用户终端接收到模拟不合格信号时发出相应预警。

18、进一步的，模拟可靠性检评模块的具体分析过程如下：

19、通过噪音识别检测分析以得到噪音模拟值，且采集到多噪音环境中的环境温度、环境湿度和环境气压，将环境温度相较于对应预设标准温度的偏差值标记为模拟温检值，将环境湿度相较于对应预设标准湿度的偏差值标记为模拟湿检值，以及将环境气压相较于对应预设标准气压的偏差值标记为模拟气检值；

20、通过将噪音模拟值、模拟温检值、模拟湿检值和模拟气检值进行数值计算得到模拟检评值，将模拟检评值与预设模拟检评阈值进行数值比较，若模拟检评值超过预设模拟检评阈值，则生成模拟不合格信号；若模拟检评值未超过预设模拟检评阈值，则生成模拟合格信号。

21、进一步的，噪音识别检测分析的具体分析过程如下：

22、获取到所需模拟出的噪音类型，采集到多模拟噪音中存在的对应噪音类型的相对强度和出现频率，将相对强度和出现频率与事先所设定的对应噪音类型的预设相对强度范围和预设出现频率范围分别进行数值比较，若相应噪音类型的相对强度或出现频率未处于对应预设范围内，则将相应噪音类型标记为存异噪音，获取到存异噪音的数量并将其标记为存异噪表值；

23、且将相应噪音类型的相对强度与对应预设相对强度范围的中值进行差值计算并取绝对值以得到强度偏检值，并将相应噪音类型的出现频率与对应预设出现频率范围的中值进行差值计算并取绝对值以得到出现频偏值，将所有噪音类型的强度偏检值进行均值计算得到强度检测值，将所有噪音类型的出现频偏值进行均值计算得到现频检测值，通过将存异噪表值、强度检测值和现频检测值进行数值计算得到噪音模拟值。

24、进一步的，处理器与麦克风寿命评估模块通信连接，处理器将语音识别存异信号发送至麦克风寿命评估模块，麦克风寿命评估模块在接收到语音识别存异信号时将麦克风的寿命状况进行分析，通过分析生成麦克风寿命异常信号或麦克风寿命正常信号，且将麦克风寿命正常信号或麦克风寿命异常信号经处理器发送至用户终端，用户终端接收到麦克风寿命异常信号时发出相应预警。

25、进一步的，麦克风寿命评估模块的具体运行过程包括：

26、采集到微型麦克风的生产日期，将当前日期与生产日期之间的间隔时长标记为生产时长，且采集到微型麦克风在历史阶段处于工作状态的总时长并将其标记为工作总时长；

27、且在微型麦克风受到冲击时采集到瞬时最大冲击力和平均冲击力，将瞬时最大冲击力和平均冲击力与预设瞬时最大冲击力阈值和预设平均冲击力阈值分别进行数值比较，若瞬时最大冲击力或平均冲击力超过对应预设阈值，则将相应冲击过程标记为强冲击过程，获取到历史阶段微型麦克风的强冲击过程的数量并将其标记为冲击分析值；

28、以及在微型麦克风的运行过程中，采集到微型麦克风的内部温度，将内部温度与预设内部温度阈值进行数值比较，若内部温度超过预设内部温度阈值，则判断微型麦克风处于温损状态；获取到历史阶段微型麦克风每次处于温损状态的持续时长，将历史阶段的所有持续时长进行求和计算得到温损总时长，并将超过预设持续时长阈值的持续时长的数量标记为温损持况值；

29、通过将生产时长、工作总时长、冲击分析值、温损总时长和温损持况值进行数值计算得到麦克风寿评值，将麦克风寿评值与预设麦克风寿评阈值进行数值比较，若麦克风寿评值超过预设麦克风寿评阈值，则生成麦克风寿命异常信号；若麦克风寿评值未超过预设麦克风寿评阈值，则生成麦克风寿命正常信号。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

31、1、本发明中，通过声音信号采集模块将所捕获的声音能量转化为电信号，抗噪增强处理模块进行噪音处理和语音增强操作，特征提取模块从语音信号中提取出有用特征，解码识别模块对特征向量进行解码和识别，并将识别出的文本通过输出反馈模块输出到用户界面或相应的应用程序中，显著提高微型麦克风的语音识别性能；

32、2、本发明中，通过模拟可靠性检评模块对所模拟的多噪音环境进行检测评估，在生成模拟不合格信号时对所模拟的多噪音环境进行相应调控，保证其符合测试要求，在生成模拟合格信号时对麦克风语音识别性能进行测试，并通过语音识别评估模块评估麦克风语音识别表现状况，能够准确评估所模拟多噪音环境的模拟表现状况并准确判断其语音识别状况，在生成语音识别存异信号时通过麦克风寿命评估模块将麦克风的寿命状况进行分析，在生成麦克风寿命异常信号时将微型麦克风报废，智能化程度高。