一種具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)，采用麥克風(fēng)陣列拾取裝置用于拾取語音命令，然后送入集成電路模塊進(jìn)行語音識(shí)別，得到相應(yīng)的開或關(guān)控制命令進(jìn)行語音識(shí)別，得到相應(yīng)的開或關(guān)控制命令。這樣拾取的語音命令更為清晰，集成電路模塊進(jìn)行語音識(shí)別時(shí)，就更為準(zhǔn)確，從而提高語音識(shí)別能力，滿足用戶在日常噪音環(huán)境下的語音控制需求。
【專利說明】—種具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電源開關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地講，涉及一種具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，用于家用電器、燈具控制開關(guān)品種多種多樣，其中，比較先進(jìn)的是具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)。
[0003]通過市場調(diào)查和專利檢索，發(fā)現(xiàn)這些具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)對(duì)用戶發(fā)出語音命令的聲學(xué)環(huán)境和發(fā)聲距離要求非常高，并且不具備抗噪處理技術(shù)和能力，難以滿足在日常噪音環(huán)境下的控制需求。
[0004]如圖1所示，當(dāng)說話人A、B同時(shí)說話時(shí)，語音信號(hào)會(huì)相互干擾，導(dǎo)致智能開關(guān)對(duì)A、B兩個(gè)人的語音同時(shí)進(jìn)行采集而無法進(jìn)行正常的命令控制。即使說話人B不發(fā)出語音，其它聲源點(diǎn)產(chǎn)生的環(huán)境噪音也將干擾說話人A發(fā)出的語音命令，語音識(shí)別能力較弱，不能有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)智能開關(guān)的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)，以提高語音識(shí)別能力，滿足用戶在日常噪音環(huán)境下的語音控制需求。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)，包括集成電路模塊、電器及燈具電源控制模塊；集成電路模塊根據(jù)識(shí)別出的開或關(guān)控制命令，通過電器及燈具電源控制模塊接通或斷開被控電器、燈具的電源；
[0007]其特征在于，還包括一麥克風(fēng)陣列拾取裝置，用于拾取語音命令，然后送入集成電路模塊進(jìn)行語音識(shí)別，得到相應(yīng)的開或關(guān)控制命令。
[0008]本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0009]麥克風(fēng)陣列拾取裝置是將兩個(gè)麥克風(fēng)的語音信號(hào)稱合為一個(gè)信號(hào)，即在兩個(gè)麥克風(fēng)的正前方形成一個(gè)接收區(qū)域，進(jìn)而削減兩個(gè)麥克風(fēng)側(cè)向的拾音效果。在頻率響應(yīng)中也可以根據(jù)時(shí)域中波束形成與空間濾波器相仿的應(yīng)用，分析出接收到語音信號(hào)音源的方向以及其變化。該技術(shù)通常在手機(jī)和筆記本電腦中采用，它利用兩個(gè)麥克風(fēng)接收到聲波的相位之間的差異對(duì)聲波進(jìn)行過濾，可以最大限度將環(huán)境背景聲音濾掉，只剩下需要的語音信號(hào)。對(duì)于在嘈雜的環(huán)境下使用采用了這種配置的設(shè)備，在嘈雜的環(huán)境下能使聽者聽起來很清晰，沒雜音。
[0010]本發(fā)明具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)采用麥克風(fēng)陣列拾取裝置用于拾取語音命令，然后送入集成電路模塊進(jìn)行語音識(shí)別，得到相應(yīng)的開或關(guān)控制命令進(jìn)行語音識(shí)別，得到相應(yīng)的開或關(guān)控制命令。這樣拾取的語音命令更為清晰，集成電路模塊進(jìn)行語音識(shí)別時(shí)，就更為準(zhǔn)確，從而提高語音識(shí)別能力，滿足用戶在日常噪音環(huán)境下的語音控制需求?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1是現(xiàn)有具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)接收語音命令示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)一【具體實(shí)施方式】原理框圖；
[0013]圖3是本發(fā)明具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)語音增強(qiáng)區(qū)域確定的流程圖；
[0014]圖4是一個(gè)聲源的語音增強(qiáng)的示意圖；
[0015]圖5是多個(gè)聲源示意圖；
[0016]圖6是多個(gè)聲源語音增強(qiáng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許會(huì)淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時(shí)，這些描述在這里將被忽略。
[0018]圖2是本發(fā)明具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)一【具體實(shí)施方式】原理框圖。
[0019]在本實(shí)施例中，如圖1所示，本發(fā)明具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)在現(xiàn)有集成電路模塊1、電器及燈具電源控制模塊2的基礎(chǔ)上，增加了麥克風(fēng)陣列拾取裝置。
[0020]麥克風(fēng)陣列拾取裝置3拾取用戶發(fā)出的語音命令，然后送入集成電路模塊I進(jìn)行語音識(shí)別，得到相應(yīng)的開或關(guān)控制命令。集成電路模塊I根據(jù)識(shí)別出的開或關(guān)控制命令，通過電器及燈具電源控制模塊2接通或斷開被控電器、燈具的電源。
[0021]在本實(shí)施例中，采用兩顆駐極體麥克風(fēng)或微機(jī)電(MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystems)麥克風(fēng)構(gòu)成麥克風(fēng)陣列拾取裝置3,兩顆麥克風(fēng)之間距離為7CM。
[0022]所述集成電路模塊I包括系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC，System on Chip)及其外圍電路、AC-DC電路。其中，AC-DC電路將220v電源轉(zhuǎn)換為5v作為系統(tǒng)級(jí)芯片的供電。
[0023]所述電器及燈具電源控制模塊2包括繼電器電路、電器及燈具控制電路。通過接通或斷開繼電器電路接通或斷開被控電器、燈具的電源。在本實(shí)施例中，電器及燈具控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電器、燈具的一些具體控制，如亮度等。
[0024]在本實(shí)施例中，通過麥克風(fēng)陣列拾取裝置3對(duì)用戶發(fā)出的語音命令和其它語音噪音進(jìn)行拾取，對(duì)所拾取的聲音在集成電路模塊I中進(jìn)行麥克風(fēng)陣列技術(shù)的處理，利用麥克風(fēng)陣列能夠判斷聲源方向的特征，結(jié)合語音識(shí)別技術(shù)判斷出主聲源和次聲源，然后判定語音增強(qiáng)區(qū)域，以此產(chǎn)生新的增強(qiáng)區(qū)域，然后將新產(chǎn)生的增強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的聲音進(jìn)行語音識(shí)別處理，得到相應(yīng)的開或關(guān)控制命令；集成電路模塊I根據(jù)識(shí)別出的開或關(guān)控制命令，通過電器及燈具電源控制模塊2接通或斷開被控電器、燈具的電源。
[0025]其中，如圖3所示，語音識(shí)別技術(shù)判斷出主聲源和次聲源，然后判定語音增強(qiáng)區(qū)域，以此產(chǎn)生新的增強(qiáng)區(qū)域并進(jìn)行語音增強(qiáng)為:
[0026]步驟一:判定聲源數(shù)量
[0027]在本實(shí)施例中，如圖4所示，集成電路模塊默認(rèn)對(duì)麥克風(fēng)陣列拾取裝置正前方夾角90度以內(nèi)的語音進(jìn)行增強(qiáng)，同時(shí)對(duì)90度以外的噪音進(jìn)行衰減，然后，就該區(qū)域即正前方夾角90度范圍內(nèi)判斷聲源數(shù)量，如果只有一個(gè)聲源，則將該聲源方向的語音信號(hào)作為語音命令進(jìn)行識(shí)別，即該發(fā)生源所在區(qū)域作為新的增強(qiáng)區(qū)域，轉(zhuǎn)到步驟四；[0028]如果存在多個(gè)發(fā)聲源的情況，則需要進(jìn)入步驟二以確定主聲源；
[0029]步驟二:確定主聲源
[0030]在本實(shí)施例中，如圖5所示，當(dāng)存在多個(gè)聲源的情況下，根據(jù)所有聲源聲音能量的強(qiáng)弱進(jìn)行排序，選取能量最強(qiáng)的2個(gè)聲源作為進(jìn)一步判定的對(duì)象。假定圖4中，聲源I和聲源2為最強(qiáng)的語音信號(hào)。
[0031]如圖6所示，對(duì)聲源I的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行語音增強(qiáng)，對(duì)聲源I以外區(qū)域的噪音進(jìn)行衰減，并將處理后的語音信號(hào)作為語音命令送入集成電路模塊進(jìn)行識(shí)別。
[0032]同理，對(duì)聲源2的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行語音增強(qiáng)，對(duì)聲源2以外區(qū)域的噪音進(jìn)行衰減，并將處理后的語音信號(hào)作為語音命令送入集成電路模塊進(jìn)行識(shí)別。
[0033]如果聲源1、聲源2的語音命令都能正常識(shí)別處理，或者都不能正常識(shí)別出來，那么則以麥克風(fēng)陣列裝置3拾取到語音信號(hào)的能量大小來判斷主次聲源，即能量大的聲源為主聲源，能量相對(duì)較小的為次聲源。
[0034]如果其中一個(gè)聲源的語音命令被識(shí)別出來，另外一個(gè)聲源的語音命令沒有被識(shí)別出來，則判定識(shí)別出來的聲源為主聲源，沒有被識(shí)別出結(jié)果的為次聲源。
[0035]步驟三:產(chǎn)生新的增強(qiáng)區(qū)域
[0036]以步驟二確定的主聲源所在區(qū)域?yàn)樾碌脑鰪?qiáng)區(qū)域，語音識(shí)別過程中，均對(duì)主聲源夾角f區(qū)域內(nèi)的聲音進(jìn)行增強(qiáng)，區(qū)域外的聲音進(jìn)行衰減，其中，夾角f根據(jù)具體情況確定。
[0037]步驟四:增強(qiáng)區(qū)域重置
[0038]在產(chǎn)生新的增強(qiáng)區(qū)域后，3分鐘沒有發(fā)出語音指令，則將增強(qiáng)區(qū)域重置為步驟一所述默認(rèn)區(qū)域，進(jìn)行重新增強(qiáng)區(qū)域的重新確定。
[0039]盡管上面對(duì)本發(fā)明說明性的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，以便于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于【具體實(shí)施方式】的范圍，對(duì)本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
【權(quán)利要求】
1.一種具有語音識(shí)別功能的智能開關(guān)，包括集成電路模塊、電器及燈具電源控制模塊；集成電路模塊根據(jù)識(shí)別出的開或關(guān)控制命令，通過電器及燈具電源控制模塊接通或斷開被控電器、燈具的電源； 其特征在于，還包括一麥克風(fēng)陣列拾取裝置，用于拾取語音命令，然后送入集成電路模塊進(jìn)行語音識(shí)別，得到相應(yīng)的開或關(guān)控制命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的智能開關(guān)，其特征在于，所述的麥風(fēng)陣列拾取裝置為兩顆駐極體麥克風(fēng)或微機(jī)電(MEMS, Micro-Electro-Mechanical Systems)麥克風(fēng),兩顆麥克風(fēng)之間距離為7CM。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的智能開關(guān)，其特征在于，所述的集成電路模塊進(jìn)行語音識(shí)別前，還要利用麥克風(fēng)陣列能夠判斷聲源方向的特征，結(jié)合語音識(shí)別技術(shù)判斷出主聲源和次聲源判斷出主聲源和次聲源，然后判定語音增強(qiáng)區(qū)域，以此產(chǎn)生新的增強(qiáng)區(qū)域并進(jìn)行語音增強(qiáng): (1)、判定聲源數(shù)量 集成電路模塊默認(rèn)對(duì)麥克風(fēng)陣列拾取裝置正前方夾角90度以內(nèi)的語音進(jìn)行增強(qiáng)，同時(shí)對(duì)90度以外的噪音進(jìn)行衰減，然后，就該區(qū)域即正前方夾角90度范圍內(nèi)判斷聲源數(shù)量，如果只有一個(gè)聲源，則將該聲源方向的語音信號(hào)作為語音命令進(jìn)行識(shí)別，即該發(fā)生源所在區(qū)域作為新的增強(qiáng)區(qū)域，轉(zhuǎn)到步驟(4)； 如果存在多個(gè)發(fā)聲源的情況，則需要進(jìn)入步驟(2)以確定主聲源； (2)、確定主聲源 當(dāng)存在多個(gè)聲源的情況下，根據(jù)所有聲音能量的強(qiáng)弱進(jìn)行排序，選取能量最強(qiáng)的2個(gè)聲源，作為進(jìn)一步判定的對(duì)象，所述的最強(qiáng)的2個(gè)聲源用聲源1、聲源2表示； 對(duì)聲源I的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行語音增強(qiáng)，對(duì)聲源I以外區(qū)域的噪音進(jìn)行衰減，并將處理后的語音信號(hào)作為語音命令送入集成電路模塊進(jìn)行識(shí)別； 同理，對(duì)聲源2的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行語音增強(qiáng)，對(duì)聲源2以外區(qū)域的噪音進(jìn)行衰減，并將處理后的語音信號(hào)作為語音命令送入集成電路模塊進(jìn)行識(shí)別； 如果聲源1、聲源2的語音命令都能正常識(shí)別處理，或者都不能正常識(shí)別出來，那么則以麥克風(fēng)陣列裝置3拾取到語音信號(hào)的能量大小來判斷主次聲源，即能量大的聲源為主聲源，能量相對(duì)較小的為次聲源； 如果其中一個(gè)聲源的語音命令被識(shí)別出來，另外一個(gè)聲源的語音命令沒有被識(shí)別出來，則判定識(shí)別出來的聲源為主聲源，沒有被識(shí)別出結(jié)果的為次聲源； (3)、產(chǎn)生新的增強(qiáng)區(qū)域 以步驟(2)確定的主聲源所在區(qū)域?yàn)樾碌脑鰪?qiáng)區(qū)域，語音識(shí)別過程中，均對(duì)主聲源夾角f區(qū)域內(nèi)的聲音進(jìn)行增強(qiáng)，區(qū)域外的聲音進(jìn)行衰減，其中，夾角f根據(jù)具體情況確定； (4)、增強(qiáng)區(qū)域重置 在產(chǎn)生新的增強(qiáng)區(qū)域后，3分鐘沒有發(fā)出語音指令，則將增強(qiáng)區(qū)域重置為步驟一所述默認(rèn)區(qū)域，進(jìn)行重新增強(qiáng)區(qū)域的重新確定。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK103529726SQ201310421720
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】伍川, 陳勇, 林敏
申請(qǐng)人:四川虹微技術(shù)有限公司