单麦克风远场语音降噪解决方案

 

通常来说远场语音的作用距离是在1-10米之间，远场语音识别技术主要通过麦克风阵列向声源方位拾音。但是，在大多数的应用场景中，由于声源附近存在电视噪、音乐噪声、电话噪声以及墙壁等障碍物的存在，产生了多径反射、混响效应以及背景噪声等加大了远场语音信号的处理难度。尤其是说话人距离麦克风3米以上，这些干扰会明显影响远场麦克风的拾音效果。而且在远距离条件下，语音信号随距离增加幅值衰减严重。因此，如何对远场语音信号进行降噪，引起了许多开发研究人员的关注。

远场语音最早落地的应用是智能音箱，国内以阿里、百度等为代表推出了大众化产品，国外以亚马逊和谷歌为代表先于国内推出产品，值得一提的是亚马逊目前在智能音箱这块的研究做的最为完善，同时新一代的智能音箱集成有智能家居的控制HUB功能，大大拓宽了音箱的应用场景，阿里和百度目前借助国内的垄断地位也开始在智能家居领域开始布局，宣称在智能音箱中嵌入蓝牙MESH技术，前期通过补贴方式进行市场开拓和圈地。其他应用领域目前都在早期尝试阶段，比如教育机器人、汽车语音助手、白色智能家电、智能厨电等。

随着远场语音应用的领域越来越广泛，如何在远距离条件下获取较高质量的语音信号成为了越来越热门的研究。作为一家AIOT方案公司，我们也一直致力于远场语音信号的处理。我们的研究团队不仅熟知语音增强算法、语音处理芯片等软硬件条件；而且还了解语音信号、噪声信号的一些特性。在此基础上我们不仅可以灵活地设计出效果不错的语音增强技术方案，而且我们的核心的算法能够根据客户的需求提供定制化的服务。

我们的技术特色：

• 可以实现多重降噪

　　　　该模块支持单麦克降噪和双麦克降噪，根据客户的需求来进行选择配置。有多种降噪模式可以使用，降噪模式还可以根据GPIO按键来进行灵活选择。

• 可以实现远场拾音

　　　　我们的方案远场拾音功能效果非常的好，通过搭载特定的麦克风，不仅可以实现近距离声音不饱和，而且我们可以达到最远10米以上的识别效果。

• 接口丰富：
   一般人会问这个问题，你这个模块，对外的接口是什么呢？该模块的接口非常丰富。可以通过高速串口、I2S、USB三种接口导出音频。该方案还可以实现小型声卡的功能，即通过迷你USB，直接插到电脑和手机进行录音。

• 个性化语音提示功能
   该模块内部存储空间比较大，可以根据客户的需求进行定制化的语音提示功能。比如，客户想播报一段表白语言或一段特殊的声音等，都可以利用该模块实现。

 

场景示意图：

 

 

系统原理图：

 

我们的远场降噪效果：

下面是我用同样参数的麦克风，在不同场景下录制的数据。图3的场景是在家里，在距离麦克风60cm的距离一直播放高斯白噪声的情况下录制的；图4是在吵闹的咖啡店录制的。两组采音是我分别站在1m、3m、5m、10m左右的位置录制的。两个图中上面信道是原始声音，下面是各种处理之后的声音。

　　　　　　　　　　　　　　　　　图3　　　　

 

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　图4

 

从两幅图中我们可以明显的看到处理后的语音效果，即使在远场中语音信号被各种噪声淹没，但是经我们处理过后仍然可以提取出有效的信号。由于本人的说话音量较小，导致在录制过程中声音幅度比较小，但是即使这样依然不影响我们远距离的拾音效果，经过我们的算法处理后10m远的有效信号仍然可以被提取出来。

 

录音识别效果可通过百度盘链接查看：

 

链接：https://pan.baidu.com/s/1pCZNVdhCArVda_TuVtwtMA

提取码：5twl