電子裝置及其語音信號的接收方法
2023-05-25 19:43:36
專利名稱：電子裝置及其語音信號的接收方法
技術領域：
本發明涉及一種用以接收語音信號的電子裝置，且特別涉及ー種通信裝置具備有可接收語音信號的電子裝置。
背景技術：
請參照圖1，圖1繪示已知的語音接收裝置100的示意圖。已知的語音接收裝置100包括兩個麥克風111及112、語音變化檢測器(voice activitydetector, VAD) 120以及噪聲消除器130。在已知的語音接收裝置100中，麥克風111被設定為接收主要語音的麥克風，而麥克風112則被設定為接收非主要語音的麥克風。麥克風111及112並分別耦接至語音變化檢測器120以及噪聲消除器130。語音變化檢測器120則由麥克風111及112接收語音，並將麥克風111所接收的語音以語音信號的方式通過語音傳送通道MT傳送至噪聲消除器130。同吋，語音變化檢測器120將由麥克風112所提供的語音信號通過噪聲傳送通道NT傳送至噪聲消除器130。噪聲消除器130則依據由噪聲傳送通道NT傳至的語音信號來消除由語音傳送通道MT傳至的語音信號的噪聲部分，以獲得較清楚的語音信號。然而，在實際的應用中，不見得麥克風111所接收到的必然是主要語音信號。在多人的會議中，接收主要語音信號的麥克風是動態在改變的。因此，在應用已知的語音接收裝置100時，需要不時地由使用者來調整主要麥克風111的位置，才可以獲得較清楚的語音信號。在使用上是相當不方便的。
發明內容
本發明提供一種電子裝置，適應性的檢測出多個語音信號中的主要語音信號及非主要語音信號，並有效降低語音信號的噪聲。本發明還提供一種電子裝置，適應性的檢測出多個語音信號中的主要語音信號及非主要語音信號，並有效降低語音信號的噪聲。本發明提出一種電子裝置，包括多個語音接收器、語音變化檢測器、信號通道切換器以及噪聲消除器。語音接收器，用以接收多個語音，並將語音轉換成語音信號。語音變化檢測器耦接語音接收器，用以接收並檢測語音信號，並獲得語音信號中的主要語音信號。信號通道切換器耦接語音接收器及語音變化檢測器，依據語音變化檢測器的檢測結果，使主要語音信號傳向語音傳送通道，並使語音信號中非主要語音信號的多個其他語音信號傳向噪聲傳送通道。噪聲消除器耦接語音傳送通道以及噪聲傳送通道，並依據噪聲傳送通道的其他語音信號來減低語音傳送通道中的主要語音信號的噪聲。在本發明ー實施例中，上述的語音變化檢測器依據各語音信號的特徵函數來判別各語音是否為主要語音信號。在本發明ー實施例中，上述的語音變化檢測器針對語音信號設定多個識別編號，語音變化檢測器並依據主要語音信號的識別編號來產生指示信號。
在本發明ー實施例中，上述的信號通道切換器接收指示信號，使識別編號等於指示信號的主要語音信號傳送至語音傳送通道，並使識別編號不等於指示信號的語音信號傳送至噪聲傳送通道。在本發明ー實施例中，上述的噪聲消除器為處理器，用以執行噪聲消除算法，來依據噪聲傳送通道的其他語音信號來消減低語音傳送通道中的主要語音信號的噪聲。本發明另提出一種電子裝置，包括語音接收裝置。語音接收裝置上配置多個語音接收器以接收多個語音，並將語音轉換成多個語音信號，其中，語音接收裝置包括語音變化檢測器、信號通道切換器以及噪聲消除器。語音變化檢測器耦接語音接收器，接收並檢測語音信號，並獲知語音信號中的主要語音信號。信號通道切換器耦接語音接收器及語音變化檢測器，用以依據語音變化檢測器的檢測結果，使主要語音信號傳向語音傳送通道，並使語音中非主要語音信號的多個其他語音信號傳向噪聲傳送通道。噪聲消除器耦接語音傳送通道以及噪聲傳送通道，並依據噪聲傳送通道的其他語音信號來減低語音傳送通道中的主要語音信號的噪聲。本發明還提出一種語音的處理方法，包括:接收多個語音，並將語音轉換成語音信號；通過檢測語音信號，並獲得語音信號中的主要語音信號；以及，將主要語音信號傳向語音傳送通道，並將語音信號中非主要語音信號的多個其他語音信號傳向噪聲傳送通道；並且，依據噪聲傳送通道的其他語音信號來減低語音傳送通道中的主要語音信號的噪聲。基於上述，本發明通過動態的檢測多個語音信號，來藉以偵知其中的主要語音信號。並利用主要語音信號與其他的非主要語音信號進行噪聲減低的動作，以獲得低噪聲的高質量的語音信號。為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合附圖作詳細說明如下。
圖1繪示已知的語音接收裝置100的示意圖。圖2繪示本發明的一實施例的電子裝置200的示意圖。圖3繪示語音的頻譜圖。圖4繪示本發明ー實施例的通信裝置400的示意圖。圖5繪示本發明ー實施例的語音的處理方法的流程圖。主要元件符號說明100:語音接收裝置200、420:電子裝置111、Il2:麥克風120,220:語音變化檢測器130,240:噪聲消除器211 21N、411 414:語音接器230:信號通道切換器400:通信裝置MT:語音傳送通道
NT:噪聲傳送通道Cl C4:端點S510 S540:語音的處理方法的步驟
具體實施例方式請參照圖2，圖2繪示本發明的一實施例的電子裝置200的示意圖。電子裝置200包括多個語音接收器211 21N、語音變化檢測器220、信號通道切換器230以及噪聲消除器240。語音接收器211 21N配置在語音接收裝置200上，用以接收來自多個不同方向的多個語音，並將所接收到語音轉換成語音信號。語音變化檢測器220則耦接語音接收器211 21N，並接收語音接收器211 21N所傳送的語音信號。此外，語音變化檢測器220還針對這些語音信號進行檢測，並獲得語音接收器211 21N所接收的語音信號中，何者為主要語音信號。以下請同步參照圖2以及圖3，其中圖3繪示語音的頻譜圖。語音變化檢測器220接收由語音接收器211 21N所提供的多個語音信號，並分別通過檢測各語音信號的頻譜的特徵函數來判斷各語音信號是否為主要語音信號。其中，以圖3繪示的頻譜圖為例，語音信號的頻譜中對應不同的頻率具有多個端點Cl C4。語音變化檢測器220可以通過檢測各語音信號的端點Cl C4的數量，來獲知各語音信號是否為最接近人聲的語音信號，也就是主要語音信號。語音變化檢測器220是通過ー種語音變化檢測的算法來進行語音信號的針測動作。這種語音變化檢測的算法有可稱為端點檢測法(endpoint detection)。語音變化檢測器220則可以依據所檢測的語音信號中如上述的特徵函數(如頻譜中的端點)來進行檢測，常見的語音信號變化檢測的算法包括低頻帶頻譜強度(low-frequency spectralmagnitude, LFSM)、全頻帶頻譜強度(full-bandspectral magnitude, FBSM)、累積量化頻譜(cumulative quantizeaspectrum, CQS)、以及高通對數倉E量(high-pass log-energy,HPLE)等。附帯一提的是，語音變化檢測器220可以針對所接收的語音信號進行識別編號的設定，例如針對語音接收器211 21N所接收的語音設定I N的識別編號。如果語音變化檢測器220檢測出例如語音接收器215所接收的語音為主要語音，則語音變化檢測器220依據語音接收器215的語音的識別編號5來產生指示信號。簡單來說，指示信號可以是5的數字格式碼，也就是「0101」。請重新參照圖2，信號通道切換器230耦接語音接收器211 21N及語音變化檢測器220。信號通道切換器230依據語音變化檢測器220的檢測結果，使語音接收器211 21N所提供的語音信號中的主要語音信號傳向語音傳送通道MT。並且，信號通道切換器230還使語音接收器211 21N所提供的語音信號中非主要語音信號的多個其他語音信號傳向噪聲傳送通道NT。延續上述語音變化檢測器220的例子，當信號通道切換器230接收到語音變化檢測器220所傳送的「0101」的指示信號，就可以獲知識別編號5的語音信號為主要語音信號。據此，信號通道切換器230就可以將識別編號等於5的語音信號傳送至語音傳送通道MT，並將識別編號不等於5的語音信號傳送至噪聲傳送通道NT。噪聲消除器240耦接語音傳送通道MT以及噪聲傳送通道NT，並由語音傳送通道MT以及噪聲傳送通道NT來接收主要語音信號以及非主要語音信號。請特別注意，在語音信號的辨識中，影響語音辨識結果的因素很多。其中的重要因素為環境中所包含的加性噪聲(additive noise)、卷積性(又稱之為折積性)噪聲(convolutional noise)以及語音傳送的頻寬限制(bandwidth limitation)等因素。其中，加性噪聲也可說是背景噪聲，這是因為語音接收裝置所處在的環境所可能產生的聲音，都被加成到語音信號之中，並造成語音信號辨識的困難。卷積性噪聲也稱為通道噪聲或是通道失真，主要是因為語音接收器211 21N(例如麥克風)的不同、其所使用的傳輸線材的遮蔽效應不好而受外在電磁波影響所造成的。因此，噪聲消除器240可以依據由噪聲傳送通道NT所接收到的一個或多個的非主要語音信號，來做為此環境所產生的噪聲信息的資料庫。噪聲消除器240並可以依據這個噪聲信息的資料庫來針對主語音信號中的噪聲進行消除的動作，更能達到依據不同的使用環境以及硬體的操作狀態及限制，來提升減低主語音信號中的噪聲的能力。在本實施中，噪聲消除器240可以直接利用硬體電路來建構，或也可以利用具有運算能力的處理器來執行噪聲消除器算法的軟體程序來執行噪聲減低的動作。以下請參照圖4，圖4繪示本發明ー實施例的通信裝置400的示意圖。通信裝置400的電子裝置包括語音接收裝置420，且語音接收裝置420配置多個語音接收器411 414以接收多個語音，並將語音轉換成多個語音信號。在本實施例中，語音接收器411 414分別配置在通信裝置400的四個側邊，並藉以接收來自於不同方向的多個語音。簡單來說，當接近語音接收器411的與會者發表言論時，語音接收裝置420可以判斷出語音接收器411所提供的語音信號為主要語音信號，而語音接收器412 413所接收的非主要語音可能是會議環境的雜音或是通信裝置400中的各元件的相互幹擾所產生的雜音等各項因素的至少其中之一。據此，語音接收裝置420可以依據語音接收器412 413所接收的非主要語音信號來做為噪聲的判斷基礎，並藉以有效減低主要語音信號中的噪聲，提升語音信號的質量。以下請參照圖5，圖5繪示本發明ー實施例的語音的處理方法的流程圖。其中的步驟包括:首先，接收多個語音，並將語音轉換成語音信號(S510)。接著，檢測語音信號，並獲得語音信號中的主要語音信號(S520)。然後，將主要語音信號傳向語音傳送通道，並將語音信號中非主要語音信號的多個其他語音信號傳向噪聲傳送通道(S530)。再依據噪聲傳送通道的其他語音信號來減低語音傳送通道中的主要語音信號的噪聲(S540)。關於本發明實施例的語音處理的動作細節，在前述的實施例中已有詳細的說明，以下不多贅述。綜上所述，本發明通過針對多個語音接收器所獲得的語音信號進行判斷，並藉以獲得其中的主要語音信號及非主要語音信號。再通過依據非主要語音信號所進行的主要語音信號的噪聲消除動作，來提升主要語音信號的質量。由於語音接收器中的主要語音接收器是動態調整的，因此，語音接收裝置420並不需要針對使用者的位置來進行調整，不但兼顧了使用上的便利性，也有效達成提升語音質量的效果。雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視所附權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種電子裝置，包括: 多個語音接收器，用以接收多個語音，將語音轉換成語音信號； 一語音變化檢測器，耦接這些語音接收器，接收並檢測這些語音信號，並獲得這些語音中的一主要語音信號； 一信號通道切換器，耦接這些語音接收器及該語音變化檢測器，依據該語音變化檢測器的檢測結果，使該主要語音信號傳向ー語音傳送通道，使這些語音信號中非該主要語音信號的多個其他語音信號傳向ー噪聲傳送通道；以及 一噪聲消除器，耦接該語音傳送通道以及該噪聲傳送通道，並依據該噪聲傳送通道的這些其他語音信號來減低該語音傳送通道中的該主要語音信號的噪聲。
2.按權利要求1所述的電子裝置，其中該語音變化檢測器依據各該語音的ー特徵函數來判別各該語音是否為該主要語音。
3.按權利要求1所述的電子裝置，其中該語音變化檢測器針對這些語音設定多個識別編號，該語音變化檢測器並依據該主要語音的該識別編號來產生一指示信號。
4.按權利要求3所述的電子裝置，其中該信號通道切換器接收該指示信號，使該識別編號等於該指示信號的該主要語音傳送至該語音傳送通道，並使這些識別編號不等於該指示信號的這些語音傳送至該噪聲傳送通道。
5.按權利要求1所述的電子裝置，其中該噪聲消除器為ー處理器，用以執行一噪聲消除算法，來依據該噪聲傳送通道的這些其他語音來消除該語音傳送通道中的該主要語音的噪聲。
6.一種電子裝置，包括: 一通信模組，其具有通信功能； ー語音接收裝置，配置多個語音接收器以接收多個語音，將其語音轉換成語音信號包括: 一語音變化檢測器，耦接這些語音接收器，接收並檢測這些語音信號，並獲知這些語音信號中的一主要語音信號； 一信號通道切換器，耦接這些語音接收器及該語音變化檢測器，依據該語音變化檢測器的檢測結果，使該主要語音信號傳向ー語音傳送通道，使這些語音信號中非該主要語音信號的多個其他語音信號傳向ー噪聲傳送通道；以及 一噪聲消除器，耦接該語音傳送通道以及該噪聲傳送通道，並依據該噪聲傳送通道的這些其他語音信號來消除減低該語音傳送通道中的該主要語音信號的噪聲，該過濾後的主要語音信號通過通信模組傳輸。
7.按權利要求6所述的電子裝置，其中該語音變化檢測器依據各該語音的ー特徵函數來判別各該語音是否為該主要語音。
8.按權利要求6所述的電子裝置，其中該語音變化檢測器針對這些語音設定多個識別編號，該語音變化檢測器並依據該主要語音的該識別編號來產生一指示信號。
9.按權利要求8所述的電子裝置，其中該信號通道切換器接收該指示信號，使該識別編號等於該指示信號的該主要語音傳送至該語音傳送通道，並使這些識別編號不等於該指示信號的這些語音傳送至該噪聲傳送通道。
10.按權利要求6所述的電子裝置，其中該噪聲消除器為ー處理器，用以執行一噪聲消除算法，來依據該噪聲傳送通道的這些其他語音來消除該語音傳送通道中的該主要語音的噪聲。
11.一種語音的處理方法，包括: 接收多個語音，並將語音轉換成語音信號； 檢測這些語音信號，並獲得這些語音中的一主要語音信號； 傳送該主要語音信號至一語音傳送通道，並傳送這些語音信號中非該主要語音信號的多個其他語音信號至一噪聲傳送通道；以及 依據該噪聲傳送通道的這些其他語音信號來減低該語音傳送通道中的該主要語音信號的噪聲。
12.按權利要求11所述的語音的處理方法，其中「接收並檢測這些語音信號，並獲得這些語音中的該主要語音信號」的步驟包括: 依據各該語音的ー特徵函數來判別各該語音是否為該主要語音。
13.按權利要求11所述的語音的處理方法，其中「依據該語音變化檢測器的檢測結果，使該主要語音信號傳向該語音傳送通道，使這些語音信號中非該主要語音信號的這些其他語音信號傳向該噪聲傳送通道」的步驟包括: 針對這些語音設定多個識別編號，該語音變化檢測器並依據該主要語音的該識別編號來產生一指不信號 ；以及 使該識別編號等於該指示信號的該主要語音傳送至該語音傳送通道，並使這些識別編號不等於該指示信號的這些語音傳送至該噪聲傳送通道。
全文摘要
一種電子裝置及其語音的接收方法。其中的電子裝置包括多個語音接收器、語音變化檢測器、信號通道切換器以及噪聲消除器。語音接收器用以接收多個語音信號。語音變化檢測器用以接收並檢測語音信號，並獲得語音信號中的主要語音信號。信號通道切換器依據語音變化檢測器的檢測結果，使主要語音信號傳向語音傳送通道，並使語音中非主要語音信號的多個其他語音信號傳向噪聲傳送通道。噪聲消除器依據噪聲傳送通道的其他語音信號來消除語音傳送通道中的主要語音信號的噪聲。
文檔編號G10L21/0272GK103093758SQ201210018099
公開日2013年5月8日 申請日期2012年1月19日 優先權日2011年11月4日
發明者孫廷瑋, 唐漢熙 申請人:宏達國際電子股份有限公司