CN106098054A - 一种语音识别中扬声器噪音的过滤装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种语音识别中扬声器噪音的过滤装置及方法。其中，所述语音识别中扬声器噪音的过滤装置包括音频输出模块、扬声器、处理模块和麦克风，通过音频输出模块将用户选中的第一音频信号输出至扬声器；之后扬声器播放所述第一音频信号；之后处理模块根据所述第一音频信号生成反向音频信号；之后麦克风接收所述第一音频信号、反向音频信号和用户输入的语音信号，并进行合成处理后输出待识别语音信号至语音数据库，通过生成与扬声器输出的第一音频信号波形相反的反向音频信号，消除移动终端本身输出的背景噪音，大大提高了语音识别时用户输入的语音信号的清晰度，进而提高语音识别的正确率。
Description
技术领域
本发明涉及语音识别技术领域，特别涉及一种语音识别中扬声器噪音的过滤装置及方法。
背景技术
语音识别技术正逐步成为信息技术中人机接口的关键技术，语音识别 技术与语音合成技术结合使人们能够甩掉键盘，通过语音命令进行操作。移动互联网的兴起正成为语音识别最重要的应用环境，如苹果公司的Siri，国内的讯飞软件等，能够高效的识别用户的语音。
目前智能终端上几乎都可以安装类似软件，能够将用户语音转换成文字，并将语音与后台数据库进行匹配，生成文字显示，甚至直接进行控制。为了能够高效识别语音，需要用户输入语音时尽量避免环境噪音。但是有一种情况，即终端在播放音乐时，用户对着麦克风说话，会带入扬声器的音乐声，导致识别效率大幅下降。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供语音识别中扬声器噪音的过滤装置及方法，能通过生成与扬声器输出的第一音频信号波形相反的反向音频信号，消除移动终端本身输出的背景噪音，大大提高了语音识别时用户输入的语音信号的清晰度，进而提高语音识别的正确率。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种语音识别中扬声器噪音的过滤装置，其包括：
音频输出模块，用于将用户选中的第一音频信号输出至扬声器；
所述扬声器，用于播放所述第一音频信号；
处理模块，用于根据所述第一音频信号生成反向音频信号；
麦克风，用于接收所述第一音频信号、反向音频信号和用户输入的语音信号，并进行合成处理后输出待识别语音信号至语音数据库。
所述的语音识别中扬声器噪音的过滤装置中，所述音频输出模块包括：
音频解码器，用于接收用户选中的第一音频信号，并对所述第一音频信号进行解码处理；
DA转换器，用于对经解码处理后的第一音频信号进行数模转换，并输出至所述扬声器。
所述的语音识别中扬声器噪音的过滤装置中，所述处理模块包括：
记录单元，用于记录所述第一音频信号解码处理前的编码信息；
CPU，用于根据所述编码信息生成反向音频信号。
所述的语音识别中扬声器噪音的过滤装置中，所述编码信息为第一音频信号中每一帧的频率、振幅和音色对应的编码。
所述的语音识别中扬声器噪音的过滤装置中，所述CPU具体用于根据所述第一音频信号中每一帧的频率和振幅对应的编码生成与第一音频信号振幅大小相等、方向相反且频率相等的反向音频信号。
一种语音识别中扬声器噪音的过滤方法，其包括如下步骤：
A、由音频输出模块将用户选中的第一音频信号输出至扬声器；
B、由所述扬声器播放所述第一音频信号；
C、由处理模块根据所述第一音频信号生成反向音频信号；
D、由麦克风接收所述第一音频信号、反向音频信号和用户输入的语音信号，并进行合成处理后输出待识别语音信号至语音数据库。
所述的语音识别中扬声器噪音的过滤方法中，所述步骤A包括：
A1、由音频解码器接收用户选中的第一音频信号，并对所述第一音频信号进行解码处理；
A2、由DA转换器对经解码处理后的第一音频信号进行数模转换，并输出至所述扬声器。
所述的语音识别中扬声器噪音的过滤方法中，所述步骤C包括：
C1、由记录单元记录所述第一音频信号解码处理前的编码信息，所述编码信息为第一音频信号中每一帧的频率、振幅和音色对应的编码；
C2、由CPU根据所述编码信息生成反向音频信号。
所述的语音识别中扬声器噪音的过滤方法中，所述步骤C2具体包括：由CPU根据所述第一音频信号中每一帧的频率和振幅对应的编码生成与第一音频信号振幅大小相等、方向相反且频率相等的反向音频信号。
所述的语音识别中扬声器噪音的过滤方法中，所述步骤D之后还包括：
E、由匹配模块将所述待识别语音信号与语音数据库进行匹配，并输出对应的文字至终端显示界面。
相较于现有技术，本发明提供的语音识别中扬声器噪音的过滤装置及方法中，所述语音识别中扬声器噪音的过滤装置包括音频输出模块、扬声器、处理模块和麦克风，通过音频输出模块将用户选中的第一音频信号输出至扬声器；之后扬声器播放所述第一音频信号；之后处理模块根据所述第一音频信号生成反向音频信号；之后麦克风接收所述第一音频信号、反向音频信号和用户输入的语音信号，并进行合成处理后输出待识别语音信号至语音数据库，通过生成与扬声器输出的第一音频信号波形相反的反向音频信号，消除移动终端本身输出的背景噪音，大大提高了语音识别时用户输入的语音信号的清晰度，进而提高语音识别的正确率。
附图说明
图1 为本发明提供的语音识别中扬声器噪音的过滤装置的结构框图。
图2为本发明提供的语音识别中扬声器噪音的过滤方法的流程图。
具体实施方式
鉴于现有技术中用户一边播放音乐一边进行语音识别时噪音高、识别准确率下降等缺点，本发明的目的在于提供一种语音识别中扬声器噪音的过滤装置及方法，能通过生成与扬声器输出的第一音频信号波形相反的反向音频信号，消除移动终端本身输出的背景噪音，大大提高了语音识别时用户输入的语音信号的清晰度，进而提高语音识别的正确率。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供的语音识别中扬声器20噪音的过滤装置包括音频输出模块10、扬声器20、处理模块30、麦克风40和匹配模块50，所述音频输出模块10连接扬声器20和处理模块30，所述扬声器20还连接所述处理模块30，所述处理模块30还通过麦克风40连接匹配模块50，其中，所述音频输出模块10将用户选中的第一音频信号输出至扬声器20；所述扬声器20播放所述第一音频信号；所述处理模块30根据所述第一音频信号生成反向音频信号；所述麦克风40接收所述第一音频信号、反向音频信号和用户输入的语音信号，并进行合成处理后输出待识别语音信号至语音数据库；所述匹配模块50用于将所述待识别语音信号与语音数据库进行匹配，并输出对应的文字至终端显示界面。
具体实施时，如用户打开终端上的音乐播放软件播放音乐，此时音频输出模块10将用户选中的第一音频信号输出至扬声器20，由扬声器20播放所述第一音频信号，即播放用户选中的音乐文件，此时处理模块30根据正在播放的第一音频信号生成一与其波形相反的反向音频信号用以抵消所述第一音频信号，之后当用户需要进行语音识别时，麦克风40接收用户输入的语音信号和扬声器20输出的第一音频信号，同时还处理模块30将所述反向音频信号也输出至麦克风40，对三种音频信号进行合成处理后输出待识别语音信号至语音数据库，由匹配模块50将所述待识别语音信号与语音数据库进行匹配，并输出对应的文字至终端显示界面。由于反向音频信号的波形与第一音频信号相反，因此可以抵消从扬声器20输出的第一音频信号，即终端播放音乐的背景噪声，使得待识别语音信号仅剩用户输入的语音信号，大大提高了用户在听音乐看电影时输入语音信号的清晰度且提高了语音识别的正确率，同时由于用户不用担心背景音乐对语音识别正确率的影响，在听音乐或看电影时无需特意调低背景声音，可直接对麦克风40进行语音输入，节约时间，给用户带来了方便。
具体地，所述音频输出模块10包括音频解码器101和DA转换器102，所述音频解码器101连接DA转换器102和处理模块30，所述DA转换器102还连接扬声器20，其中所述音频解码器101接收用户选中的第一音频信号，并对所述第一音频信号进行解码处理；所述DA转换器102对经解码处理后的第一音频信号进行数模转换，并输出至扬声器20。即用户选中的第一音频信号后先由音频解码器101对其进行解码处理，输出能被播放软件识别的数字信号，之后再由DA转换器102将所述数字信号转换为模拟信号，再由扬声器20进行播放，实现第一音频信号的播放输出。
进一步地，所述处理模块30包括记录单元301和CPU302，所述记录单元301连接音频解码器101、扬声器20和CPU302，所述CPU302还连接麦克风40，其中，所述记录单元301记录所述第一音频信号解码处理前的编码信息；所述CPU302根据所述编码信息生成反向音频信号，其中所述CPU302可采用型号为PM6650的处理器，当然也可采用具有相同功能的处理器，本发明对此不作限定。
当音频解码器101对所述第一音频信号进行解码处理时，所述记录单元301记录下该信号解码处理器的编码信息，具体地，所述编码信息为第一音频信号中每一帧的频率f1、振幅A1和音色B1对应的编码，之后由CPU302根据所述编码信息生成与第一音频信号波形相反的反向音频信号，用以在后续的合成处理中抵消所述第一音频信号，降低语音识别中的扬声器20噪音，提高语音识别的正确率。
其中，所述CPU302具体用于根据所述第一音频信号中每一帧的频率和振幅对应的编码生成与第一音频信号振幅大小相等、方向相反且频率相等的反向音频信号，即记录单元301记录了第一音频信号中每一帧的频率f1、振幅A1和音色B1对应的编码，CPU302根据该编码信息生产一反向音频信号，所述反向音频信号的振幅A2与第一音频信号的振幅A1大小相等、反向相反，且所述反向音频信号的频率f2与第一音频信号的频率f1相等，即A2=﹣A1，f2=f1，从而使得反向音频信号的波形与第一音频信号正好相反，在后续合成处理中能抵消所述第一音频信号，从而降低扬声器20输出的背景噪声。
本发明相应还提供一种语音识别中扬声器噪音的过滤方法，如图2所示，所述语音识别中扬声器噪音的过滤方法包括如下步骤
S100、由音频输出模块将用户选中的第一音频信号输出至扬声器；
S200、由扬声器播放所述第一音频信号；
S300、由处理模块根据所述第一音频信号生成反向音频信号；
S400、由麦克风接收所述第一音频信号、反向音频信号和用户输入的语音信号，并进行合成处理后输出待识别语音信号至语音数据库。
本发明通过在用户打开终端上的音乐播放软件播放音乐时，音频输出模块将用户选中的第一音频信号输出至扬声器，由扬声器播放所述第一音频信号，即播放用户选中的音乐文件，此时处理模块根据正在播放的第一音频信号生成一与其波形相反的反向音频信号用以抵消所述第一音频信号，之后当用户需要进行语音识别时，麦克风接收用户输入的语音信号和扬声器输出的第一音频信号，同时还处理模块将所述反向音频信号也输出至麦克风，对三种音频信号进行合成处理后输出待识别语音信号至语音数据库，由匹配模块将所述待识别语音信号与语音数据库进行匹配，并输出对应的文字至终端显示界面。由于反向音频信号的波形与第一音频信号相反，因此可以抵消从扬声器输出的第一音频信号，即终端播放音乐的背景噪声，使得待识别语音信号仅剩用户输入的语音信号，大大提高了用户在听音乐看电影时输入语音信号的清晰度且提高了语音识别的正确率，同时由于用户不用担心背景音乐对语音识别正确率的影响，在听音乐或看电影时无需特意调低背景声音，可直接对麦克风进行语音输入，节约时间，给用户带来了方便。
具体地，所述步骤S100包括：
S101、由音频解码器接收用户选中的第一音频信号，并对所述第一音频信号进行解码处理；
S102、由DA转换器对经解码处理后的第一音频信号进行数模转换，并输出至扬声器。
即用户选中的第一音频信号后先由音频解码器对其进行解码处理，输出能被播放软件识别的数字信号，之后再由DA转换器将所述数字信号转换为模拟信号，再由扬声器进行播放，实现第一音频信号的播放输出。
进一步地，所述步骤S300包括：
S301、由记录单元记录所述第一音频信号解码处理前的编码信息，所述编码信息为第一音频信号中每一帧的频率、振幅和音色对应的编码；
S302、由CPU根据所述编码信息生成反向音频信号。
当音频解码器对所述第一音频信号进行解码处理时，所述记录单元记录下该信号解码处理器的编码信息，具体地，所述编码信息为第一音频信号中每一帧的频率f1、振幅A1和音色B1对应的编码，之后由CPU根据所述编码信息生成与第一音频信号波形相反的反向音频信号，用以在后续的合成处理中抵消所述第一音频信号，降低语音识别中的扬声器噪音，提高语音识别的正确率。
其中，所述步骤S302具体包括由CPU根据所述第一音频信号中每一帧的频率和振幅对应的编码生成与第一音频信号振幅大小相等、方向相反且频率相等的反向音频信号。即记录单元记录了第一音频信号中每一帧的频率f1、振幅A1和音色B1对应的编码，CPU根据该编码信息生产一反向音频信号，所述反向音频信号的振幅A2与第一音频信号的振幅A1大小相等、反向相反，且所述反向音频信号的频率f2与第一音频信号的频率f1相等，即A2=﹣A1，f2=f1，从而使得反向音频信号的波形与第一音频信号正好相反，在后续合成处理中能抵消所述第一音频信号，从而降低扬声器输出的背景噪声。
综上所述，本发明提供的语音识别中扬声器噪音的过滤装置及方法中，所述语音识别中扬声器噪音的过滤装置包括音频输出模块、扬声器、处理模块和麦克风，通过音频输出模块将用户选中的第一音频信号输出至扬声器；之后扬声器播放所述第一音频信号；之后处理模块根据所述第一音频信号生成反向音频信号；之后麦克风接收所述第一音频信号、反向音频信号和用户输入的语音信号，并进行合成处理后输出待识别语音信号至语音数据库，通过生成与扬声器输出的第一音频信号波形相反的反向音频信号，消除移动终端本身输出的背景噪音，大大提高了语音识别时用户输入的语音信号的清晰度，进而提高语音识别的正确率。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种语音识别中扬声器噪音的过滤装置，其特征在于，包括：
音频输出模块，用于将用户选中的第一音频信号输出至扬声器；
所述扬声器，用于播放所述第一音频信号；
处理模块，用于根据所述第一音频信号生成反向音频信号；
麦克风，用于接收所述第一音频信号、反向音频信号和用户输入的语音信号，并进行合成处理后输出待识别语音信号至语音数据库。
2.根据权利要求1所述的语音识别中扬声器噪音的过滤装置，其特征在于，所述音频输出模块包括：
音频解码器，用于接收用户选中的第一音频信号，并对所述第一音频信号进行解码处理；
DA转换器，用于对经解码处理后的第一音频信号进行数模转换，并输出至所述扬声器。
3.根据权利要求2所述的语音识别中扬声器噪音的过滤装置，其特征在于，所述处理模块包括：
记录单元，用于记录所述第一音频信号解码处理前的编码信息；
CPU，用于根据所述编码信息生成反向音频信号。
4.根据权利要求3所述的语音识别中扬声器噪音的过滤装置，其特征在于，所述编码信息为第一音频信号中每一帧的频率、振幅和音色对应的编码。
5.根据权利要求4所述的语音识别中扬声器噪音的过滤装置，其特征在于，所述CPU具体用于根据所述第一音频信号中每一帧的频率和振幅对应的编码生成与第一音频信号振幅大小相等、方向相反且频率相等的反向音频信号。
6.一种语音识别中扬声器噪音的过滤方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、由音频输出模块将用户选中的第一音频信号输出至扬声器；
B、由所述扬声器播放所述第一音频信号；
C、由处理模块根据所述第一音频信号生成反向音频信号；
D、由麦克风接收所述第一音频信号、反向音频信号和用户输入的语音信号，并进行合成处理后输出待识别语音信号至语音数据库。
7.根据权利要求6所述的语音识别中扬声器噪音的过滤方法，其特征在于，所述步骤A包括：
A1、由音频解码器接收用户选中的第一音频信号，并对所述第一音频信号进行解码处理；
A2、由DA转换器对经解码处理后的第一音频信号进行数模转换，并输出至所述扬声器。
8.根据权利要求7所述的语音识别中扬声器噪音的过滤方法，其特征在于，所述步骤C包括：
C1、由记录单元记录所述第一音频信号解码处理前的编码信息，所述编码信息为第一音频信号中每一帧的频率、振幅和音色对应的编码；
C2、由CPU根据所述编码信息生成反向音频信号。
9.根据权利要求8所述的语音识别中扬声器噪音的过滤方法，其特征在于，所述步骤C2具体包括：由CPU根据所述第一音频信号中每一帧的频率和振幅对应的编码生成与第一音频信号振幅大小相等、方向相反且频率相等的反向音频信号。
10.根据权利要求6所述的语音识别中扬声器噪音的过滤方法，其特征在于，所述步骤D之后还包括：
E、由匹配模块将所述待识别语音信号与语音数据库进行匹配，并输出对应的文字至终端显示界面。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |