專利名稱：聲控系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
和背景本發(fā)明涉及聲控系統(tǒng)，也就是涉及通過語音命令進(jìn)行電控制的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種通過語音命令控制設(shè)備的方法。
為了實現(xiàn)各種控制，許多聲控系統(tǒng)都是將語音命令轉(zhuǎn)換成電信號，這是公知的。這類聲控系統(tǒng)一般包括麥克風(fēng)或其它聲-電信號轉(zhuǎn)換器，用于將語音命令轉(zhuǎn)換成電信號；以及語音識別系統(tǒng)，分析各種語音命令，并確定每個命令相對于先前存儲的命令庫的最佳匹配，以便識別特定語音命令。然而，這類系統(tǒng)由于要求復(fù)雜的語音識別電路和需要提供與每個命令相比較的存儲詞匯表而相當(dāng)復(fù)雜且昂貴。
然而，有許多申請中的聲控系統(tǒng)僅需識別較少數(shù)量的命令。
本發(fā)明的目的和概述本發(fā)明的一個目的是提供一種最新類型的聲控系統(tǒng)，也就是一種僅需要識別相對較少的語音命令并且能夠由相對簡單和便宜的部件構(gòu)成的聲控系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個目的是提供一種通過語音命令控制設(shè)備的方法。
按照本發(fā)明的一個廣義方面，提供一種聲控系統(tǒng)，包括麥克風(fēng)，用于接收語音命令并將每個語音命令轉(zhuǎn)換成電輸出；濾波系統(tǒng)，連接成接收麥克風(fēng)的電輸出，并針對每個語音命令產(chǎn)生對應(yīng)于語音命令的高頻成分的第一輸出和對應(yīng)于語音命令的低頻成分的第二輸出；以及處理器，用于處理濾波系統(tǒng)的第一和第二輸出，并針對每個語音命令，當(dāng)相應(yīng)語音命令中低頻成分先于高頻成分時輸出第一電信號，當(dāng)相應(yīng)語音命令中高頻成分先于低頻成分時輸出第二電信號。
在所述優(yōu)選實施例中，語音命令包括“Yes”命令，其中來自濾波系統(tǒng)的低頻成分先于高頻成分，這由處理器輸出的第一電信號來指示；以及“Stop”命令，其中來自濾波系統(tǒng)的高頻成分先于低頻成分，這由處理器輸出的第二電信號來指示。
如下面所述，“S”音的特征在于能被濾波系統(tǒng)輕易識別的相對較高的頻率。例如，包含“S”音的語音命令將產(chǎn)生高于大約3KHz的高頻成分。因此，僅通過確定相應(yīng)語音命令中高頻成分相對于低頻成分的位置，就能容易地把“Yes”命令與“Stop”命令區(qū)分開。
按照所述優(yōu)選實施例的其它特征，處理器在對于每個語音命令處理濾波系統(tǒng)的第一和第二輸出時，當(dāng)濾波系統(tǒng)的對應(yīng)于語音命令的高頻成分的第一輸出低于預(yù)定閾值時，輸出第三電信號。在所述優(yōu)選實施例中，語音命令還包括“No”命令，它由處理器輸出的第三電信號來指示。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種聲控系統(tǒng)，包括麥克風(fēng)，用于接收語音命令并將每個語音命令轉(zhuǎn)換成電輸出；濾波系統(tǒng)，連接成接收麥克風(fēng)的電輸出，并針對每個語音命令產(chǎn)生對應(yīng)于語音命令的高頻成分的第一輸出和對應(yīng)于語音命令的低頻成分的第二輸出；以及處理器，用于針對每個語音命令處理濾波系統(tǒng)的第一和第二輸出，并且當(dāng)相應(yīng)語音命令中低頻成分先于高頻成分時輸出一個電信號，當(dāng)對于每個語音命令、濾波系統(tǒng)的對應(yīng)于語音命令的高頻成分的第一輸出低于預(yù)定閾值時，輸出另一個電信號。
在所述優(yōu)選實施例中，語音命令包括由處理器輸出的一個電信號來指示的“YES”命令以及由處理器輸出的另一個電信號來指示的“NO”命令。
按照關(guān)于本發(fā)明這方面的其它特征，處理器在對于每個語音命令處理濾波系統(tǒng)的第一和第二輸出時，當(dāng)語音命令的高頻成分先于相應(yīng)語音命令中的低頻成分時，還輸出另外的電信號。這樣，當(dāng)語音命令包括“Stop”命令時，該命令將由處理器輸出的另外的電信號來指示。
按照本發(fā)明的其它方面，提供一種通過語音命令控制設(shè)備的方法，通過為該設(shè)備提供如上所述的麥克風(fēng)、濾波系統(tǒng)和處理器，按照處理器輸出的信號控制該設(shè)備。
通過下面的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得顯而易見。
附圖簡介這里，參照附圖，僅通過舉例的方式對本發(fā)明加以描述，其中

圖1是說明按照本發(fā)明構(gòu)成的聲控系統(tǒng)的一種形式的框圖；圖2是有助于說明圖1的系統(tǒng)工作的能量-時間圖；圖3是說明圖1的聲控系統(tǒng)中的處理器工作的流程圖；以及圖4是說明按照本發(fā)明對錄像機編程的方式的流程圖。
應(yīng)當(dāng)理解，以上附圖和以下描述主要是為了便于理解本發(fā)明及其各種可能的實施例、包括目前被看作優(yōu)選實施例的實施例的概念方面而提供的。為清楚和簡明起見，除了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用常規(guī)技術(shù)和設(shè)計能理解和實施所述發(fā)明所必需的內(nèi)容外，沒有試圖提供更詳細(xì)的描述。還應(yīng)當(dāng)理解，所述實施例僅用于舉例，本發(fā)明能夠在不同于這里描述的內(nèi)容的其它形式和應(yīng)用中實施。
優(yōu)選實施例的描述圖1是說明按照本發(fā)明構(gòu)成的聲控系統(tǒng)的一種形式的框圖。所述系統(tǒng)包括用于接收語音命令并將每個語音命令轉(zhuǎn)換成電輸出的麥克風(fēng)2。該輸出在放大器3中被放大并饋給包括高通濾波器4和低通濾波器5的濾波系統(tǒng)。對于每個語音命令，高通濾波器4經(jīng)由輸出線4a產(chǎn)生對應(yīng)于語音命令的高頻成分的第一輸出；低通濾波器5經(jīng)由其輸出線5a產(chǎn)生對應(yīng)于語音命令的低頻成分的第二輸出。
兩條濾波器輸出線4a、5a作為輸入與微處理器6相連，該微處理器6處理濾波器輸出，并在它的輸出線6a上輸出三個電信號以標(biāo)識麥克風(fēng)2所接收的語音命令。
圖1中說明的系統(tǒng)被設(shè)計成用以識別下面三種語音命令(1)“Yes”命令，(2)“Stop”命令，和(3)“No”命令。
這三個命令應(yīng)用到被控設(shè)備7，根據(jù)具體的語音命令控制該設(shè)備。例如，被控設(shè)備7可能包含一個系統(tǒng)，當(dāng)?shù)玫健癥es”命令時，控制該系統(tǒng)發(fā)起預(yù)定任務(wù)；當(dāng)?shù)玫健癝top”命令時，終止一個任務(wù)的執(zhí)行，當(dāng)?shù)玫健癗o”命令時，則不發(fā)起任務(wù)的執(zhí)行。
以下列方式通過相對簡單的電路可以容易地將這三個語音命令彼此區(qū)分開。
首先，注意“Yes”命令和“Stop”命令都包含“S”音?！癝”音在麥克風(fēng)2的輸出中產(chǎn)生高頻成分，例如高于1KHz。當(dāng)語音命令是“Yes”時，低頻成分在高頻成分之前；而當(dāng)語音命令是“Stop”時，高頻成分在低頻成分之前。
另一方面，“No”語音命令沒有“S”音，因此沒有高頻成分。
因此，以下列方式，微處理器6能容易地區(qū)分這三種語音命令中的每一個(a)對于具體的語音命令，如果低通濾波器5的輸出線5a上的低頻信號先于高通濾波器4的輸出線4a上的高頻信號，則語音命令是“Yes”，“Yes”命令出現(xiàn)在處理器6的輸出線6a上。
(b)對于具體的語音命令，如果高通濾波器4的輸出線4a上的高頻成分先于低通濾波器5的輸出線5a上的低頻成分，則語音命令是“Stop”，“Stop”命令出現(xiàn)在處理器6的輸出線6a上。
(c)另一方面，在具體的語音命令中，如果高通濾波器4的輸出線4a上的高頻成分低于預(yù)定的閾值，那么語音命令是“No”，“No”命令出現(xiàn)在處理器6的輸出線6a上。
上述內(nèi)容用圖2的能量-時間圖來說明，其中可以看到，“Yes”語音命令產(chǎn)生跟在低頻成分之后的高頻成分(“S”音)；“Stop”語音命令產(chǎn)生先于低頻成分的高頻成分；以及“No”命令不產(chǎn)生有效的高頻成分。
上述內(nèi)容也用說明微處理器6工作的圖3的流程圖來說明，其中微處理器6從濾波器4和5接收輸出4a、5a。這樣，如圖3所示，麥克風(fēng)2所接收的語音命令(方框10)經(jīng)過兩個濾波器4、5處理后，被三個判定框11、12、13分析。判定框11確定低頻成分是否在高頻成分之前，如果是，則輸出“Yes”命令；判定框12確定高頻成分是否在低頻成分之前，如果是，則輸出“Stop”命令；判定框13確定高頻成分是否低于預(yù)定的閾值，如果是，則輸出“No”命令。
由此可以看到，根據(jù)上面三個命令中的一個或多個，通過相對簡單和便宜的僅需識別這些命令的系統(tǒng)，可以有效地控制設(shè)備7。
為了舉例，圖4說明通過上述三種語音命令對錄像機編程的一種方式。
雖然參照一個優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)明白，這僅是為了舉例而陳述的，還存在許多變形。例如，本發(fā)明可在僅區(qū)分兩個命令、例如“Yes”和“No”的系統(tǒng)中實現(xiàn)，或者在通過提供更多語音命令，例如僅包含高頻成分的命令，比如只有音“Sha..”、“She..”、“Shi..”、“Sho..”、“Shu..”，或包含的高頻成分在低頻成分之前并高于預(yù)定閾值的語音命令，或者包含高頻成分在低頻成分之后并高于預(yù)定閾值的語音命令，來區(qū)分四個或更多命令的系統(tǒng)中實現(xiàn)。還應(yīng)當(dāng)明白，語音命令還可用來控制許多其它類型的設(shè)備或系統(tǒng)。
本發(fā)明的許多其它變形、修改和應(yīng)用是顯然的。
權(quán)利要求
1.一種聲控系統(tǒng)，包括麥克風(fēng)，用于接收語音命令并將每個語音命令轉(zhuǎn)換成電輸出；濾波系統(tǒng)，連接成接收所述麥克風(fēng)的電輸出，并針對每個語音命令產(chǎn)生對應(yīng)于所述語音命令的高頻成分的第一輸出和對應(yīng)于所述語音命令的低頻成分的第二輸出；以及處理器，用于處理所述濾波系統(tǒng)的所述第一和第二輸出，并針對每個語音命令，當(dāng)相應(yīng)語音命令中低頻成分先于高頻成分時，輸出第一電信號，當(dāng)相應(yīng)語音命令中高頻成分先于低頻成分時，輸出第二電信號。
2.如權(quán)利要求1所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述語音命令包括“Yes”命令，其中來自所述濾波系統(tǒng)的低頻成分先于高頻成分，并且所述命令由所述處理器輸出的所述第一電信號來指示；以及“Stop”命令，其中來自所述濾波系統(tǒng)的高頻成分先于低頻成分，并且所述命令由所述處理器輸出的所述第二電信號來指示。
3.如權(quán)利要求1所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器在對于每個語音命令處理所述濾波系統(tǒng)的所述第一和第二輸出時，當(dāng)所述濾波系統(tǒng)的對應(yīng)于語音命令的高頻成分的所述第一輸出低于預(yù)定閾值時，輸出第三電信號。
4.如權(quán)利要求3所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述語音命令還包括“No”命令，它由所述處理器輸出的所述第三電信號來指示。
5.如權(quán)利要求1所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的所述第一輸出對應(yīng)于所述語音命令中具有“S”音的頻率的成分，所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的所述第二輸出對應(yīng)于所述語音命令中低于“S”音的頻率的成分。
6.如權(quán)利要求1所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的所述第一輸出對應(yīng)于語音命令中高于1KHz的成分，所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的第二輸出對應(yīng)于語音命令中低于1KHz的成分。
7.如權(quán)利要求1所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波系統(tǒng)包括高通濾波器，連接成接收所述麥克風(fēng)針對每個命令的輸出并產(chǎn)生對應(yīng)于所述語音命令的高頻成分的所述第一輸出；以及低通濾波器，連接成接收所述麥克風(fēng)針對每個命令的輸出并產(chǎn)生對應(yīng)于所述語音命令的低頻成分的所述第二輸出。
8.一種聲控系統(tǒng)，包括麥克風(fēng)，用于接收語音命令并將每個語音命令轉(zhuǎn)換成電輸出；濾波系統(tǒng)，連接成接收所述麥克風(fēng)的電輸出，并針對每個語音命令產(chǎn)生對應(yīng)于所述語音命令的高頻成分的第一輸出和對應(yīng)于所述語音命令的低頻成分的第二輸出；以及處理器，用于針對每個語音命令處理所述濾波系統(tǒng)的所述第一和第二輸出，并且當(dāng)相應(yīng)語音命令中低頻成分先于高頻成分時，輸出一個電信號，以及當(dāng)所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令的對應(yīng)于語音命令的高頻成分的所述第一輸出低于預(yù)定閾值時，輸出另一個電信號。
9.如權(quán)利要求8所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述語音命令包括由所述處理器輸出的所述一個電信號來指示的“Yes”命令和由所述處理器輸出的所述另一個電信號來指示的“No”命令。
10.如權(quán)利要求9所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器在對于每個語音命令處理所述濾波系統(tǒng)的所述第一和第二輸出時，當(dāng)相應(yīng)語音命令中所述語音命令的高頻成分先于低頻成分時，還輸出另一個電信號。
11.如權(quán)利要求10所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述語音命令包括“Stop”命令，它由所述處理器輸出的所述另一個電信號來指示。
12.如權(quán)利要求10所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的所述第一輸出對應(yīng)于所述語音命令中具有“S”音的頻率的成分，所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的所述第二輸出對應(yīng)于所述語音命令中低于“S”音的頻率的成分。
13.如權(quán)利要求10所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的所述第一輸出對應(yīng)于所述語音命令中高于1KHz的成分，以及所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的所述第二輸出對應(yīng)于所述語音命令中低于1KHz的成分。
14.如權(quán)利要求10所述的聲控系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波系統(tǒng)包括高通濾波器，連接成接收所述麥克風(fēng)針對每個命令的輸出并產(chǎn)生對應(yīng)于所述語音命令的高頻成分的所述第一輸出；以及低通濾波器，連接成接收所述麥克風(fēng)針對每個命令的輸出并產(chǎn)生對應(yīng)于所述語音命令的低頻成分的所述第二輸出。
15.一種通過語音命令控制設(shè)備的方法，包括向所述設(shè)備提供用于接收語音命令并將每個語音命令轉(zhuǎn)換成電輸出的麥克風(fēng)；濾波系統(tǒng)，連接成接收所述麥克風(fēng)的電輸出，并針對每個語音命令產(chǎn)生對應(yīng)于所述語音命令的高頻成分的第一輸出和對應(yīng)于所述語音命令的低頻成分的第二輸出；和處理器，用于處理所述濾波系統(tǒng)的所述第一和第二輸出，并針對每個語音命令，當(dāng)相應(yīng)語音命令中低頻成分先于高頻成分時，輸出第一電信號，當(dāng)相應(yīng)語音命令中高頻成分先于低頻成分時，輸出第二電信號；以及按照所述處理器輸出的信號控制所述設(shè)備。
16.如權(quán)利要求15所述的方法控制的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的所述第一輸出對應(yīng)于所述語音命令中具有“S”音的頻率的成分，所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的所述第二輸出對應(yīng)于所述語音命令中低于“S”音的頻率的成分。
17.如權(quán)利要求15所述的方法系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的所述第一輸出對應(yīng)于語音命令中高于1KHz的成分，所述濾波系統(tǒng)對于每個語音命令產(chǎn)生的所述第二輸出對應(yīng)于語音命令中低于1KHz的成分。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述語音命令包括“Yes”命令，其中來自所述濾波系統(tǒng)的低頻成分先于高頻成分，并且所述命令由所述處理器輸出的所述第一電信號來指示；以及“Stop”命令，其中來自所述濾波系統(tǒng)的高頻成分先于低頻成分，并且所述命令由所述處理器輸出的所述第二電信號來指示。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述處理器在對于每個語音命令處理所述濾波系統(tǒng)的所述第一和第二輸出時，當(dāng)所述濾波系統(tǒng)的對應(yīng)于語音命令的高頻成分的所述第一輸出低于預(yù)定閾值時，輸出第三電信號。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述語音命令還包括“No”命令，它由所述處理器輸出的所述第三電信號來指示。
全文摘要
一種聲控系統(tǒng)包括用于接收語音命令并將每個語音命令轉(zhuǎn)換成電輸出的麥克風(fēng)。濾波系統(tǒng)連接成接收麥克風(fēng)的電輸出并針對每個語音命令(10)產(chǎn)生對應(yīng)于語音命令中高頻成分的第一輸出和對應(yīng)于語音命令中低頻成分的第二輸出。處理器用于處理濾波系統(tǒng)的第一和第二輸出，并針對每個語音命令，當(dāng)相應(yīng)語音命令中低頻成分先于高頻成分時，輸出第一電信號，當(dāng)相應(yīng)語音命令中高頻成分先于低頻成分時，輸出第二電信號。當(dāng)?shù)皖l成分先于高頻成分時，該語音命令被確定為“Yes”命令(11)；當(dāng)高頻成分先于低頻成分時，為“Stop”命令(12)；當(dāng)高頻成分低于預(yù)定閾值時，為“No”命令(13)。
文檔編號G10L15/28GK1685397SQ03822950
公開日2005年10月19日 申請日期2003年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月31日
發(fā)明者艾里·阿里亞夫 申請人:艾里·阿里亞夫