CN104144377A - 话音激活设备的低功率激活 - Google Patents

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Abstract

公开了话音激活设备的低功率激活。在移动设备中，骨传导或振动传感器用于检测用户语音，产生的输出用作能激活主设备的自动语音识别(ASR)的低功率语音触发(VT)电路的源。本发明适于比如带有安装在头部的显示器的可佩戴计算机、移动电话、无线头戴受话器和头戴耳机的移动设备，其使用语音识别来提供输入命令和控制。语音传感器可以是用于检测头颅中的声音振动的骨传导麦克风或检测来自用户语音的声音压力振动的振动传感器。VT电路可独立于主设备的任何音频部件，因此能设计成消耗超低功率。因此，VT电路可在主设备处于休眠状态时是激活的，并可在检测到用户的语音时用来唤醒主设备。该VT电路将抗外部噪声且仅对用户的话音做出反应。

Description

话音激活设备的低功率激活
相关申请
本申请要求于2013年5月9日提交的序列号为61/821,244的美国临时专利的利益，其通过引用被并入本文。
技术领域
本发明涉及在许多移动电子设备中使用的话音触发(VT)领域，这些移动电子设备通过使用自动语音识别(ASR)来提供话音输入命令和控制。
背景技术
许多电子话音激活设备使用自动语音识别(ASR)技术作为输入话音命令和控制短语的方式。例如，用户可以通过说出音频命令来操作其移动设备上的因特网浏览器。话音激活包括话音触发(VT)检测过程和ASR过程。
话音触发被用于检测可能已经发出了特定的音频命令，并且随后使用ASR对语音进行处理。
为了响应用户命令或用户请求，ASR引擎需要始终是激活的，这对功耗是至关重要的参数的移动设备来说是一个问题。
一旦VT检测到用户已经说出了预定的短语，那么ASR引擎将被激活，以对用户的命令进行分析，并且之后如果能识别出用户的命令，那么将执行预定的动作。
使用ASR引擎的一个主要问题是ASR引擎持续地被激活，以等待用户的话音命令。ASR过程可以仅在来自VT过程的正输出后被ASR引擎执行，但是因为话音触发(VT)过程一直被激活，其会消耗巨大的处理电力，并且从而对电池寿命和功耗产生不利的影响。使用ASR的第二个问题是由于其检测到第二个讲话者或环境噪声，从而可能产生较多的错误检测。
存在许多用于VT的技术，并且这些技术中的大多数仅仅检测音频的存在。这里的音频不一定是用户的语音，而且可能是例如环境噪声或附近的第二个讲话者。这些其他的音频信号可能产生导致过量功耗和较差的用户体验的错误检测。
VT过程的惯例是使用与ASR过程所使用的相同的输入话音通道(例如，话音麦克风和放大电路)。使话音通道激活并且简单运行以服务于VT过程需要大量的功耗，这些功耗与运行语音识别所需要的功耗几乎在同一水平。这一点对于其中已经对数字信号处理器(DSP)的处理功率进行了优化的极低功率的系统来说尤其正确。移动设备的功耗是非常重要的设计部分，而本发明寻求在保持并提高性能的同时还提供非常好的功率节省。例如，当在噪声环境中使用时，麦克风电路的使用导致了语音识别过程的许多虚假触发，从而导致了功耗的过量使用。
发明内容
根据本发明的实施方式，可以提供话音激活设备，所述话音激活设备可以包括：话音触发电路、自动语音识别电路；其中话音触发电路可以被布置成在自动语音识别设备处于第一功率模式中时接收来自第一传感器的第一检测信号，并且响应于话音触发的检测来触发自动语音识别电路的激活；其中自动语音识别电路可以被布置成在运行在第二功率模式时，检测音频激活命令；其中自动语音识别电路在运行在第二功率模式时的功耗超过自动语音识别电路在运行在第一功率模式时的功耗；并且其中第一传感器是骨传导传感器或振动传感器。
话音激活设备可以包括第一传感器。
自动语音识别电路可以被布置成在第一功率模式中时空闲或被去激活。
话音激活设备可以包括显示器，其中第一传感器是连接到该显示器的振动传感器。
话音激活设备可以包括缓存器，所述缓存器可被布置成接收来自音频传感器的音频样本并存储所述音频样本，其中自动语音识别电路在被激活之后，可以被布置成提取所述音频样本；其中至少一些音频样本是在自动语音识别设备处于第一功率模式中时被缓存器接收的。
所述激活设备可以包括音频传感器。
自动语音识别电路可以被布置成响应于由音频传感器提供的音频样本和响应于第一检测信号来检测音频激活命令。
话音激活电路还被布置成接收来自音频传感器的音频样本，并且响应于第一检测信号和音频样本来检测话音触发。
话音触发电路可以被布置成在第一检测信号指示可能的话音触发时激活音频传感器；并且在由音频传感器产生的音频样本指示话音触发时对话音触发进行验证。
话音激活设备可以包括骨传导声音产生器，所述骨传导声音产生器可以被布置成向骨传导传感器馈送将由骨传导传感器转换成振动的声音信号。
话音激活设备可以包括第二传感器，其中第一传感器和第二传感器可以包括振动传感器和骨传导传感器。
话音激活设备可以包括控制器和一组检测器，其中一组检测器可以包括第一检测器，其中控制器可以被布置成在自动语音识别设备处于第一功率模式中时，响应于与检测器的子组的激活有关的期望功耗，确定激活检测器的哪个子组。
话音激活设备，其中控制器可以被布置成响应于之前的话音触发的检测和自动语音识别的检测，确定激活检测器的哪个子组。
根据本发明的实施方式，可以提供话音激活设备，该话音激活设备可以包括第一传感器；信号处理器；其中信号处理器可以被布置成在运行在第一功率模式中时，接收来自第一传感器的第一检测信号并检测话音触发；在话音触发的检测之后进入第二功率模式，并且通过运用自动语音识别来检测音频激活命令；其中信号处理器在第二功率模式中运行时的功耗超过该信号处理器在第一功率模式中运行时的功耗；并且其中第一传感器是骨传导传感器或振动传感器。
根据本发明的实施方式，可以提供用来激活话音激活设备的方法，所述方法可以包括：由第一传感器产生第一检测信号；其中第一传感器是骨传导传感器或振动传感器；响应于第一检测信号检测话音触发；响应于话音触发的检测来触发自动语音识别过程；由自动语音识别过程检测音频激活命令；以及去激活语音识别过程；其中与自动语音识别过程有关的功耗超过与话音触发的检测有关的功耗。
所述话音触发的检测由话音触发电路在自动语音识别电路处于第一功率模式时执行；音频激活命令的检测在自动语音识别电路运行在第二功率模式中时由自动语音识别电路执行；并且自动语音识别电路在运行在第二功率模式中时的功耗超过自动语音识别电路在运行在第一功率模式中时的功耗。
所述方法可以包括对来自音频传感器的音频样本进行缓存；其中至少一些音频样本是在触发自动语音识别过程之前被缓存的；以及由自动语音识别过程处理这些音频样本。
所述方法中的自动语音识别过程响应于由音频传感器提供的音频样本且响应于第一检测信号。
话音触发电路还被布置成接收来自音频传感器的音频样本，并且被布置成响应于第一检测信号和音频样本来检测话音触发。
话音触发电路可以被布置成在第一检测信号指示话音触发的潜在发布时，激活音频传感器；并且在由音频传感器产生的音频样本指示话音触发时，对话音触发进行验证。
根据本发明的实施方式，可以提供可包括话音触发电路和自动语音识别电路的工具集。话音触发电路可以被布置成在自动语音识别设备处于第一功率模式中时接收来自第一传感器的第一检测信号，并且响应于话音触发的检测来触发自动语音识别电路的激活；其中自动语音识别电路可以被布置成在运行在第二功率模式中时检测音频激活命令；其中自动语音识别电路在第二功率模式中运行时的功耗超过该自动语音识别电路在第一功率模式中运行时的功耗；并且其中第一传感器是骨传导传感器或振动传感器。工具集是话音触发电路和自动语音识别电路的任意组合。两种电路都可以彼此集成在一起。
附图说明
被视为本发明的主题在说明书的结论部分被特别指出和明确要求。然而，通过在结合附图进行阅读时参照下面的详细描述，本发明及其组织和操作方法，以及其目的、特征和优点可以被更好地理解。附图包括：
图1是示出根据本发明的实施方式的佩戴具有安装在头部的显示器的可佩戴的计算机的用户的透视图；
图2是示出根据本发明的实施方式的佩戴比如蓝牙头戴受话器的无线头戴受话器的用户的透视图；
图3是示出根据本发明的实施方式的将移动电话放置在耳部的用户的透视图；
图4是示出根据本发明的实施方式的佩戴无线头戴耳机的用户的透视图；
图5是示出根据本发明的实施方式的将移动电话保持在嘴的前方的用户的透视图；
图6是根据本发明的实施方式的使用骨传导或振动传感器的VT电路的模拟实现的示例的示意框图；
图7是根据本发明的实施方式的使用骨传导或振动传感器的VT电路的数字实现的示例的示意框图；
图8是根据本发明的实施方式的为了产生话音触发使用振动传感器来激活处理电路且使用了另外的麦克风的电路的模拟实现的示例的示意框图；
图9是根据本发明的实施方式的为了产生话音触发使用振动传感器来激活处理电路且使用了另外的麦克风的电路的数字实现的示例的示意框图；
图10是根据本发明的实施方式的为了产生话音触发使用振动传感器与其他麦克风的电路的模拟实现的示例的示意框图；
图11是根据本发明的实施方式的为了产生话音触发使用振动传感器与其他麦克风的电路的数字实现的示例的示意框图；
图12示出了根据本发明的实施方式的话音激活设备；
图13示出了根据本发明的实施方式的话音激活设备；
图14示出了根据本发明的实施方式的话音激活设备；
图15示出了根据本发明的实施方式的方法；
图16示出了根据本发明的实施方式的方法；以及
图17示出了根据本发明的实施方式的方法。
具体实施方式
在下面的详细描述中，为了提供对本发明的深入理解，阐述了许多具体细节。然而，本领域的技术人员需要了解的是，本发明可以不采用这些具体细节而被实践。在其他的例子中，为了不使本发明变得模糊，对众所周知的方法、步骤和部件未做详细描述。
被视为本发明的主题在说明书的结论部分被特别指出和明确要求。然而，通过在结合附图进行阅读时参照下面的详细描述，本发明及其组织和操作方法，以及其目的、特征和优点可以被更好地理解。
需要了解的是，为了简化说明和使图示清楚，附图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他的元件进行了放大。此外，在认为适当的地方，参考数字在附图中可以被重复，以表示相应的元件或类似的元件。
因为所示出的本发明的实施方式的大多数部分可以使用本领域的技术人员已知的电子部件和电路实现，为了理解和评价本发明的基本概念，并且为了不混淆或偏离本发明的教导，将不对上面所示出的认为必要的细节之外的细节进行任何程度的深入说明。
说明书中对方法的任何引用做适当变动后将适用于能够执行该方法的设备或工具集。
说明书中对设备的任何引用做适当变动后将适用于可以由该设备或工具集执行的方法。
根据本发明的多个实施方式，提供了两种VT方案：一种是基于骨传导传感器的方案，而另一种是使用振动传感器的方案。两种VT方案都能够检测来自设备用户的语音，并且能够区分其和周围的声音。这通过使用对用户的语音振动单独做出反应、并且拒绝可能通过空气到达的来自外部源的语音信号的设备，使得VT机制的超低功率实现成为可能。这也提供了对另一个人的语音或周围的环境噪声不敏感的VT的实现。
根据本发明的实施方式，使用了与用户的头颅接触的骨传导传感器麦克风。当用户正在讲话时，由用户产生的声音使用户的头颅振动，并且这些振动被骨传导传感器捕捉到。
在本发明的另一个实施方式中，振动传感器被用于捕捉用户的语音，例如，当移动装置被放置在用户的嘴前方时，此处仍然能够检测到用户语音的声音压力波。例如，将振动传感器附接到设备的显示器，可以提高本应用中的振动传感器的灵敏度。需要注意的是，因为骨传导传感器和振动传感器检测骨振动或在短距离上的用户的直接的声音压力波，所以这两种传感器本质上都对其他人的语音或周围的环境噪声不敏感。
根据本发明的实施方式，使用骨传导传感器或振动传感器中的任何一种用于VT目的，可以允许不使用主设备的音频部件。骨传导传感器(或振动传感器)可以是由设备使用的唯一的传感器。语音识别算法和过程一旦由VT触发，就可以启动可选择的比如麦克风或音频电路的硬件音频通道传感器。
骨传导传感器或振动传感器可以被用作简单的用户语音检测器，但是其也可以被语音识别算法用作其主音频通路之外的可选的音频输入通路用于识别增强。
不使用音频通道(其能在VT过程期间处于低功率模式)因而能够显著减小总功耗。
除了骨传导传感器或振动传感器之外，VT可以使用设备的一个或多个麦克风。
根据本发明的实施方式，振动传感器(或骨传导传感器)首先被用于检测用户是否正在讲话，并且如果用户正在讲话，那么一个或多个音频麦克风和处理电路一同被激活，使得语音可以使用例如DSP技术被准确地处理，并且从而提供对所说出的短语的分析。
根据本发明的另一个实施方式，振动传感器(或骨传导麦克风)和一个或多个麦克风可以并行使用以用于VT目的。这增加了功耗，但是却可以增大VT过程的准确性。
需要注意的是，通过在主设备中使用多个麦克风，可以使用噪声消除技术以进一步提供在高背景噪声存在时对用户语音的良好分析。
使用骨传导传感器或振动传感器作为VT过程的输入，允许与设备的话音功能有关的麦克风和放大电路在需要之前被保持在不加电状态，同时允许使用用于VT过程的独立的低功率电路。
骨传导传感器或振动传感器将仅对用户的话音做出反应，而不引起VT被其他的周围声音激活。这克服了在噪声环境中使用话音麦克风电路的问题，在噪声环境中VT被用户话音以外的声音持续地激活。
低功率VT电路的输出(检测信号)可以被用来将设备从休眠模式唤醒。独立的骨传导传感器或振动传感器馈入的低功率VT电路可以仅对用户的话音做出反应，并且该超低功率独立电路可以被保持激活，而允许主设备进入其休眠状态。
振动传感器可以被用于快速检测用户语音的存在，并且随后激活(可能是或可能不是主设备的部分的)使用音频麦克风的ASR电路，使得由用户说出的全部短语可以被准确地识别。音频麦克风和ASR电路可以一直被激活，或者在选择的操作条件下被激活。
如在上文指出的，骨传导传感器或振动传感器被用来捕捉用户的话音，并且被用来产生比如电压信号的检测信号。该电压信号随后被用作话音触发电路的输入，接着该话音触发电路被用来激活ASR电路。
在设备被放置在耳部的应用中，比如佩戴在耳部周围的智能电话应用或设备、比如带有安装在头部的显示器的头戴受话器或可佩戴的计算机，骨传导传感器通常可以在耳朵的上方或前方与用户的皮肤接触。可选择地，骨传导传感器可以嵌入在与头颅接触的设备中。在所有情况下，体传导传感器捕捉用户说话时的声波引起的骨振动。
在设备被直接放置在用户的嘴的前方的应用中，安装在设备中的振动传感器可以被用来检测用户的直接的声音压力波。将振动传感器附接到主设备的显示器，例如，可以提高本应用中的传感器的灵敏度。
来自骨传导或振动传感器的检测信号可以在模拟VT电路或数字VT电路中被处理，并且，例如，如果信号能量超过了特定的水平，该信号随后被用于触发主设备的ASR部分，并且还可以被用于将设备的其他部件从低功率模式(比如休眠模式)唤醒。
VT电路的模拟部件和数字部件都可以被设计用于超低功率。这两种部件可以工作在相对低的时钟频率(但是足以用于充分的采样—例如工作在等于或略微接近奈奎斯特频率的采样率)，可以包含更少的功率消耗部件。
此外，当使用振动传感器时，如果所检测的信号能量超过了特定的水平，所检测的信号可以被用于激活设备中的其他麦克风(比如一个或多个音频麦克风，一个或多个骨传导麦克风)和能够准确处理语音并确定是否已经说过特定的词语或短语的ASR电路。通过使用音频麦克风和振动传感器的组合，能够另外应用噪声消除技术以进一步改进在高背景噪声存在时的语音分析。其中的一种变化是可以同时激活麦克风和处理电路，并且可以针对所选择的操作条件选择这种情况。
图1示出了根据本发明的实施方式的佩戴了具有安装在头部的显示器12的可佩戴的计算机的用户10。骨传导传感器11与用户的头颅接触，用于捕捉语音振动。安装在头部的显示器12可以包括VT电路和ASR电路(未示出)。
图2示出了根据本发明的实施方式的佩戴无线头戴受话器14的用户10。在头戴受话器中集成了骨传导元件，头戴受话器在佩戴时使得头戴受话器14的主体与用户的头颅接触，并且捕捉用户的语音振动。头戴受话器可以包括VT电路和ASR电路(未示出)。
图3示出了根据本发明的实施方式的将移动电话16放置在靠近头部的耳朵和/或脸的用户10。在电话16中集成了起骨传导元件作用的骨传导传感器或振动传感器。通过将电话16与用户10的头部接触，可以捕捉用户的语音振动。为了提高振动传感器的灵敏度，其可以被安装在后面但与移动电话的显示器附接。在这种情况下，当如图3中示出的放置移动电话时，显示器与用户的头颅接触，并且用户的语音振动通过显示器的玻璃被传播到振动传感器。电话可以包括VT电路和ASR电路(未示出)。
图4示出了根据本发明的实施方式的佩戴无线头戴耳机和麦克风18的用户10。与用户的皮肤接触的骨传导元件11被用于语音振动的捕获。无线头戴耳机和麦克风18可以包括VT电路和ASR电路(未示出)。
图5示出了根据本发明的实施方式的将移动电话20直接放置在嘴的前方的用户10。集成在电话中的振动传感器检测并捕捉来自用户语音的声音压力振动。传感器可以被安装在后面并与移动电话的显示器附接。当移动电话如图5中示出的被放置时，来自用户语音的声音压力波可以通过显示器的玻璃被振动传感器检测到。移动电话20可以包括VT电路和ASR电路(未示出)。
图1到5作为示例被提供，并且不旨在表示使用骨传导传感器或振动传感器的全部范围。这些传感器能够适合于用于语音的任何电子设备。
图6示出了根据本发明的实施方式的使用如示例图1到5中示出的用户的语音振动的超低功率电路的模拟实现20(1)。
语音振动由第一传感器22检测，第一传感器22可以作为骨传导传感器(示例图1到4)或作为振动传感器(示例图5)起作用。第一传感器的实际细节可以针对其被使用的各种应用而变化。
由第一传感器输出的第一检测信号的期望频率成分由滤波器24进行滤波和选择。滤波器24可以是带通滤波器且可以包含无源部件。
滤波器24是可选的，但是旨在用于滤除不想要的本地噪声和环境噪声，并且选择期望的语音频率。
放大器26(其可以是超低功率放大器)可以对来自滤波器24的经过滤波的信号进行放大，从而将所检测的语音的电压幅度增大到能够进行能量检测的水平。
来自放大器26的被放大的信号被馈送到能量检测器28(其可以包含二极管检测器和超低能量电压比较器)。如果所检测的能量超过了特定的阈值，那么来自能量检测器28的输出被用于触发集成到所使用的设备的ASR电路。
滤波器24、放大器26、以及能量检测其28可以构成VT电路21(1)。使用骨传导或振动传感器输出的VT电路21(1)，可以被设计成使得其将消耗在几十微瓦范围内的超低功率。
在图6中，话音触发(VT)信号被从VT电路21(1)发送到ASR电路25。
图7示出了根据本发明的实施方式的使用如示例图1到5中示出的用户的语音振动的超低功率电路的数字实现20(2)。
语音振动由第一传感器22检测，第一传感器22作为骨传导传感器(示例图1到4)或作为振动传感器(示例图5)起作用。第一传感器的实际细节可以针对其被使用的各种应用而变化。
由第一传感器22输出的第一检测信号的数字样本是由模数转换器(ADC)30产生的。随后使用数字滤波器32(比如数字带通滤波器)对这些数字样本进行滤波，并且随后将其传送到能量检测器34。
ADC30、滤波器32、以及能量检测器34可以构成VT电路21(2)。VT电路21(2)的数字实现不一定需要数字信号处理，并且可以被设计成使用极低功率逻辑。虽然这种数字实现可能比图6的模拟实现消耗更多的功率，但是它的优点是使其可集成并具有更小的尺寸。
在图7中，话音触发(VT)信号被从VT电路21(2)发送到ASR电路25。
图8示出了类似于图6的超低功率电路的模拟实现20(3)，该模拟实现使用用户的语音振动，但是根据本发明的实施方式，其中来自能量检测器26的输出被用于为比如数字信号处理器(DSP)的ASR电路42提供电力。需要注意的是，ASR电路可以是专门的硬件，并且不是用DSP实现的。
在这种情况下，第一传感器22可以是振动传感器。图8还示出了来自放大器26的被放大的信号被馈送到ASR电路42，并且可以在语音识别期间被处理。
图9示出了类似于图7的低功率电路的数字实现20(4)，该数字实现使用用户的语音振动，但是根据本发明的实施方式，其中来自能量检测器34的输出被用于为处理电路44供电。
在这种情况下，第一传感器22是振动传感器。连接到处理电路44的是一个或多个麦克风38和40。麦克风38和40可以是音频麦克风。
ADC32输出的信号被提供给ASR电路42(比如但不限于DSP44)。当语音能量超过预设的阈值时，来自能量检测器34的输出信号36立即为ASR电路42上电。该动作很快，并且ASR电路42被足够快地激活以使得能够足以对说出的命令进行分析和识别。ASR电路42可以被保持在低功率，因为其仅需要检测有限范围的用户输入命令(比如主设备内的各种功能的唤醒呼叫)。如果ASR电路42使用来自振动传感器电路的输入确定所检测到的语音是比如唤醒命令的预先确定的短语，那么输出被激活以激活自动语音识别电路，以能够进一步分析说出的另外的指令。
ADC30、滤波器32、以及能量检测器34可以构成VT电路21(4)。
在图9中，激活命令信号(检测到音频激活命令的指示)被从DSP44发送到激活电路50。需要注意的是，这样的信号可以激活由数字处理器执行或不是由数字处理器执行的过程。
图10示出了根据本发明的实施方式的包括信号处理器44(比如DSP)、第一传感器22、滤波器24、以及放大器26和麦克风38和40的话音激活设备20(5)。
信号处理器44可以参与VT检测，并且可以输出VT检测信号。根据本发明的实施方式，信号处理器可以执行ASR过程。根据本发明的另一个实施方式，ASR过程可以由与信号处理器44不同的电路实现。
一个或多个麦克风38和40被连接到信号处理器44。信号处理器44可以被保持(直到检测到VT)在低功率模式，因为其仅需要检测有限范围的用户输入命令(比如主设备内的各种功能的唤醒呼叫)。
如果处理电路44使用来自振动传感器电路和麦克风38和40的输入确定所检测到的语音是比如可以被包含在唤醒命令中的短语的预先确定的短语，那么设置输出以激活自动语音识别电路(或由信号处理器自身发起ASR过程)，以进一步分析说出的另外的指令。
在图10中，激活命令信号(检测到音频激活命令的指示)被从DSP44发送到激活电路50。需要注意的是，这样的信号可以激活由数字处理器执行或不是由数字处理器执行的过程。
图11示出了根据本发明的实施方式的包括信号处理器44(比如DSP)、第一传感器22、ADC30、滤波器32、以及麦克风38和40的话音激活设备20(6)。
图11的话音激活设备20(6)不同于图10的话音激活设备20(5)，因为其具有包含ADC30和滤波器32的数字检测通路，该数字检测通路替代了滤波器24和放大器28。
在图11中，激活命令信号(检测到音频激活命令的指示)被从DSP44发送到激活电路50。需要注意的是，这样的信号可以激活由数字处理器执行或不是由数字处理器执行的过程。
根据本发明的实施方式，可以使用缓存器以缓存ASR电路被触发之前的来自第一检测器和/或音频检测器的检测信号。检测信号可以是VT电路的输出或由VT电路的任何部件(滤波器、放大器、ADC、功率检测器)产生的任何信号。
ASR电路随后可以获取并处理检测信号，以对甚至是在其(ASR电路)被触发之前所检测的声音信号运用ASR过程。这能够帮助检测在ASR电路被触发之前被启动的话音激活命令。通常缓存器可以存储检测信号一段足以检测一个或多个音节的时间。可以采用每秒几十千赫兹(例如40kHz)的采样速率，而缓存器所提供的延迟可以是100毫秒、多于100毫秒、或少于100毫秒。
根据本发明的实施方式，可以提供一个或多个缓存器以缓存来自一个或多个VT电路的用于一个或多个预处理器(比如采样器、ADC电路等类似部件)的检测信号，和/或来自比如骨传导传感器、振动传感器、音频传感器等类似传感器的一个或多个传感器的检测信号。
图12示出了根据本发明的实施方式的话音激活设备20(7)。
话音激活设备20(7)包括由比如振动传感器或骨传导传感器的第一传感器22馈送的VT电路21(7)、音频麦克风38、采样器27、缓存器29、以及ASR电路25，采样器27用于采样音频麦克风38的输出信号，缓存器29用于存储来自采样器27的样本。一旦ASR电路25被触发，它就可以获取缓存的样本。样本即使在ASR电路25被触发之后也可以被馈送到缓存。
根据本发明的另一个实施方式，来自VT电路21(7)或第一传感器22的信号，可以被缓存器缓存，并且ASR电路25可以被布置成基于这些信号运用ASR过程。
图13示出了根据本发明的实施方式的话音激活设备20(8)。
图13的话音激活设备20(8)不同于图12的话音激活设备20(7)，其示出了用于缓存来自VT电路21(7)的信号的第二个缓存器29’。
图14示出了根据本发明的实施方式的话音激活设备20(9)。
图14的话音激活设备20(9)包括第一传感器22、ADC30、音频传感器38、第二ADC30’、缓存器29、信号处理器44(比如DSP)、被激活电路50。
第一检测信号来自第一传感器22，并通过ADC30被转换成数字信号，ADC30将数字信号发送到运用VT过程的信号处理器。
来自音频传感器38的音频样本被馈送到将数字信号发送到缓存器29的第二ADC30’。音频样本可以是由音频传感器38接收到的音频的任何表示形式。
在被触发以提取被缓存的信号时(检测到话音触发之后)，信号处理器44可以从缓存器29提取被缓存的信号。
信号处理器44可以激活被激活的电路50或被激活的过程，或同时激活被激活的电路50和被激活的过程。
图14还示出了控制器70。控制器70可以被布置成控制话音激活电路。例如，其能够确定即使在VT过程期间，来自第二ADC30’的数字信号是否应该被馈送到信号处理器44。其可以设置信号处理器44的操作参数。控制器可以被包含在图6-13中示出的任何话音激活设备中。
信号处理器44在运行在第一功率模式时可以执行VT过程，信号处理器在第一功率模式中几乎空闲，其可以消耗相对低的功率量，并且耗费相对低的MIPS数量。当执行ASR过程时，所消耗的MIPS和功耗可能急剧地增加。例如，VT可能消耗0.15MIPS，而ASR可能消耗8MIPS。
当执行VT和ASR时，信号处理器可以运行在不同频率(不同的时钟速率)。
图15示出了根据本发明的实施方式的方法100。
方法100可以从由第一传感器产生第一检测信号的阶段110开始。第一传感器可以是骨传导传感器或振动传感器。
阶段110之后可以接着响应于第一检测信号检测话音触发的阶段120。
阶段120之后可以接着响应于话音触发的检测来触发自动语音识别过程的阶段130。
阶段130之后可以接着由自动语音识别过程检测音频激活命令的阶段140。与自动语音识别过程有关的功耗超过了与话音触发的检测有关的功耗。
阶段140之后可以接着阶段150和阶段160。
阶段150可以包括对语音识别过程进行去激活。
阶段160可以包括响应于所检测到的音频激活命令来激活过程和/或电路。
方法100可以由前面的任何附图的话音激活设备中的任何一个执行。
例如，阶段120可以在ASR电路在第一功率模式的同时由话音触发电路执行。阶段140可以在第二功率模式中运行时由自动语音识别电路执行。在第二功率模式中运行时的自动语音识别电路的功耗超过了在第一功率模式中运行时的自动语音识别电路的功耗。
图16示出了根据本发明的实施方式的方法101。
方法101可以因包含了阶段111而与方法100不同。
方法101可以由阶段111和阶段110开始。阶段111包括缓存来自音频传感器的音频样本。音频样本甚至可以在阶段140开始之前被缓存。因此，至少一些音频样本在触发自动语音识别过程之前被缓存。
检测音频激活命令的阶段140可以对缓存的音频样本做出响应。
图17示出了根据本发明的实施方式的方法102。
方法102可以因包含了接收或产生音频样本的阶段112而与方法100不同。如将框112连接到框120和框140的虚线所示出的，在阶段120期间和/或在阶段140期间可以使用音频样本。
例如，阶段120可以包括与产生和/或处理第一检测信号并行地产生和/或处理音频样本。可选择地，音频样本的产生和/或处理可以在第一检测信号的产生和/或处理之后。例如，话音触发电路可以被布置成在第一检测信号是话音触发的潜在发布的指示时激活音频传感器；并且在由音频传感器产生的音频样本是话音触发的指示时对话音触发进行验证。
附图中的参考数字
10          用户              11    骨传导元件
12          带有安装在头部的显示器的可佩戴的计算机
14          无线头戴受话器    16    放置在耳部的移动电话
18          无线头戴耳机      20    放置在嘴前方的移动电话
21(1)-21(7) 话音触发电路
22          传感器块          23    振动传感器
24          模拟带通滤波器块
25          ASR电路           26    放大器块
27          采样器            28    能量检测器
30,30’     ADC
32  用于数字电路的带通滤波器  34  用于数字电路的能量检测器
36          电力供应触发器    38    麦克风
40          另外的麦克风      42    语音处理电路
44          信号处理器(DSP)   50    被激活的电路
70          控制器
在前面的说明书中，已经结合本发明的实施方式的具体示例对本发明进行了描述。然而，将明显的是可以在其中做出许多修改和变化，而没有背离在所附的权利要求中阐述的本发明的更广泛的精神和范围。
此外，如果在说明书和权利要求中存在术语“前部”、“后部”、“顶部”、“底部”、“在…之上”、“在…之下”、以及相似的术语，这些术语是用于描述目的，而且不一定描述永久性的相对位置。需要了解的是，如此使用的这些术语在适当的环境下可以相互替换，例如，以使本文所描述的发明的实施方式能够以不同于本文示出的或另外描述的其他的定向操作。
本文所讨论的连接可以是适于从或/向各个节点、单元或设备传递信号的任何连接形式(例如，通过中间设备的形式)。因此，除非隐含说明或另外声明，否则这些连接可以例如是直接连接或间接连接。这些连接可以被示出为或被描述成单个连接、多个连接、单向连接、或双向连接。然而，不同的实施方式可以对连接的实现进行改变。例如，可以使用分离的单向连接，而不是使用双向连接，并且反之亦然。而且，多个连接可以被单个连接代替，所述单个连接串行地或以时分复用的方式传递多个信号。同样，携带多个信号的多个单个连接可以被分割成携带这些信号的子集的多个不同的连接。因此，存在用来传递信号的许多选择。
尽管已经在示例中描述了具体的导电类型或电势极性，但是需要了解的是导电类型或电势极性可以被反转。
本文所描述的每个信号都可以被设计成正逻辑或负逻辑。在负逻辑信号的情况下，信号为低有效，其中的逻辑真状态对应逻辑电平零。在正逻辑信号的情况下，信号为高有效，其中的逻辑真状态对应逻辑电平一。需要注意的是，本文所描述的任何信号都可以被设计成负逻辑信号或正逻辑信号。因此，在可选择的实施方式中，那些被描述为正逻辑信号的信号可以被实现为负逻辑信号，而那些被描述为负逻辑信号的信号可以被实现为正逻辑信号。
而且，本文所使用的术语“断定(assert)”、或“设定(set)”和“否定(negate)”(或“解除断定(deassert)”或“清除”)用于表明分别使信号、状态位、或类似的装置变为其逻辑真或逻辑假状态。如果逻辑真状态是逻辑电平一，那么逻辑假状态是逻辑电平零。而如果逻辑真状态是逻辑电平零，那么逻辑假状态是逻辑电平一。
本领域的技术人员将认识到的是，逻辑块之间的界限仅仅是说明性的，并且可选择的实施方式可以对逻辑块或电路元件进行合并，或对各种逻辑块或电路元件进行可选择的功能分解。因此，需要了解的是，本文所描述的体系结构仅仅是示例性的，并且实际上可以实现获得同样功能的许多其他的体系结构。
实现同样功能的部件的任何布置被有效地“关联”，以实现期望的功能。因此，为了实现特定的功能而组合的本文的任意两个部件可以被视为彼此“相关”，以实现期望的功能，而不管其结构或其中间部件。同样，如此相关的任意两个部件也可以被视为彼此“可操作连接的”或“可操作耦合的”，以实现期望的功能。
此外，本领域的技术人员将认识到的是，在前面描述的操作之间的界限仅仅是说明性的。多个操作可以合并成单个操作，单个操作可以分布在另外的操作中，并且操作可以至少部分地在时间上重叠地执行。而且，可选择的实施方式可能包括特定操作的多个实例，并且在多个其他的实施方式中操作顺序可以改变。
同样，例如，在一个实施方式中，所示出的示例可以被实现为位于单个集成电路上的电路或位于同一设备内的电路。可选择地，示例可以被实现为以合适的方式彼此相互连接的任意数目的分离的集成电路或分离的设备。
然而，其他的修改、变化、或替代方式也是可能的。因此，说明书和附图被视为具有说明性的意义，而不是限制性的意义。
在权利要求中，放置在括号间的任何参考符号不能被视为对权利要求的限制。词语“包括”不排除权利要求中所列出的元件或步骤之外的其他元件或步骤。此外，本文所使用的术语“一个(a)”或“一个(an)”被定义成一个或多于一个。而且，即使在同一个权利要求包含了引导短语“一个或多个”或“至少一个”和比如“一个(a)”或“一个(an)”的不定冠词时，比如在权利要求中的“至少一个”和“一个或多个”的引导短语不能被视为暗指由不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”引导的另一个权利要求项将包含该所引入的权利要求项的任何特定的权利要求限定为仅包含一个该元件的发明。这对于使用定冠词的情况同样成立。除非另外声明，比如“第一”和“第二”的术语被专门用于在这些术语所描述的元素之间进行区分。因此，这些术语不一定打算指示这些元素在时间上的优先级或其他的优先级。唯一的事实是在彼此不同的权利要求中引述的特定的办法不表示这些办法不能被组合使用以获得优势。
尽管在本文已经说明和描述了本发明的特定特征，但是本领域的那些普通技术人员将想到许多修改、替换、变化、以及等价形式。因此，需要了解的是，所附的权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神之内的所有这样的修改和变化。

Claims (21)

1.一种话音激活设备，包括：
话音触发电路；
自动语音识别电路；
其中所述话音触发电路被布置成，在所述自动语音识别设备处于第一功率模式的同时，接收来自第一传感器的第一检测信号，并且响应于检测到话音触发来触发所述自动语音识别电路的激活；
其中所述自动语音识别电路被布置成在运行在第二功率模式中时检测音频激活命令；
其中所述自动语音识别电路在运行在所述第二功率模式中时的功耗超过所述自动语音识别在运行在所述第一功率模式中时的功耗；以及
其中所述第一传感器是骨传导传感器或振动传感器。
2.根据权利要求1所述的话音激活设备，包括所述第一传感器。
3.根据权利要求1所述的话音激活设备，所述自动语音识别被布置成在所述第一功率模式中时空闲或被去激活。
4.根据权利要求1所述的话音激活设备，包括显示器，其中所述第一传感器是连接到所述显示器的振动传感器。
5.根据权利要求1所述的话音激活设备，包括缓存器，所述缓存器被布置成接收来自音频传感器的音频样本，并且存储所述音频样本，其中所述自动语音识别电路在被激活后被布置成提取所述音频样本；其中至少一些音频样本是由所述缓存器在所述自动语音识别设备处于所述第一功率模式中时接收到的。
6.根据权利要求5所述的话音激活设备，其中所述话音激活设备包括所述音频传感器。
7.根据权利要求1所述的话音激活设备，其中所述自动语音识别电路被布置成响应于由音频传感器提供的音频样本和响应于所述第一检测信号检测所述音频激活命令。
8.根据权利要求1所述的话音激活设备，其中所述话音触发电路还被布置成接收来自音频传感器的音频样本，并且响应于所述第一检测信号和所述音频样本，检测所述话音触发。
9.根据权利要求1所述的话音激活设备，其中所述话音触发电路被布置成在所述第一检测信号指示可能的话音触发时，激活音频传感器；并且在由所述音频传感器产生的音频样本指示所述话音触发时，对所述话音触发进行验证。
10.根据权利要求1所述的话音激活设备，包括骨传导声音产生器，所述骨传导声音产生器被布置成向所述骨传导传感器馈送将被所述骨传导传感器转换成振动的声音信号。
11.根据权利要求1所述的话音激活设备，包括第二传感器，其中所述第一传感器和所述第二传感器包括所述振动传感器和所述骨传导传感器。
12.根据权利要求1所述的话音激活设备，包括控制器和一组检测器，其中所述一组检测器包括所述第一检测器，其中所述控制器被布置成在所述自动语音识别设备处于所述第一功率模式时，响应于与所述检测器的子组的激活有关的期望功耗，确定激活所述检测器的哪个子组。
13.根据权利要求12所述的话音激活设备，其中所述控制器被布置成响应于以前的话音激活检测和自动语音识别检测，确定激活所述检测器的哪个子组。
14.一种话音激活设备，包括：
第一传感器；
信号处理器；
其中所述信号处理器被布置成：
在运行在第一功率模式中时，接收来自所述第一传感器的第一检测信号，并且检测话音触发；
在检测到所述话音触发之后，进入第二功率模式，并且通过运用自动语音识别来检测音频激活命令；
其中所述信号处理器在运行在所述第二功率模式中时的功耗超过所述信号处理器在运行在所述第一功率模式中时的功耗；以及
其中所述第一传感器是骨传导传感器或振动传感器。
15.一种用于激活话音激活设备的方法，所述方法包括：
由第一传感器产生第一检测信号，其中所述第一传感器是骨传导传感器或振动传感器；
响应于所述第一检测信号，检测话音触发；
响应于检测到所述话音触发，触发自动语音识别过程；以及
由所述自动语音识别过程检测音频激活命令；以及
对所述音频识别过程去激活；
其中与所述自动语音识别过程有关的功耗超过与所述话音触发的检测有关的功耗。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述话音触发的检测在自动语音识别电路处于第一功率模式中时由话音触发电路执行；
其中所述音频激活命令的检测在所述自动语音识别运行在第二功率模式中时由所述自动语音识别执行；以及
其中所述自动语音识别电路在运行在所述第二功率模式中时的功耗超过所述自动语音识别在运行在所述第一功率模式中时的功耗。
17.根据权利要求15所述的方法，包括缓存来自音频传感器的音频样本；其中至少一些音频样本是在所述自动语音识别过程的触发之前被缓存的；以及由所述自动语音识别过程处理所述音频样本。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述自动语音识别过程响应于由音频传感器提供的音频样本，并且响应于所述第一检测信号。
19.根据权利要求1所述的话音激活设备，其中所述话音触发电路还被布置成接收来自音频传感器的音频样本，并且响应于所述第一检测信号和所述音频样本检测所述话音触发。
20.根据权利要求1所述的话音激活设备，其中所述话音触发电路被布置成在所述第一检测信号指示话音触发的潜在发布时，激活音频触发器；并且在由所述音频传感器产生的音频样本指示所述话音触发时对所述话音触发进行验证。
21.一种工具集，包括话音触发电路和自动语音识别电路；其中所述话音触发电路被布置成在所述自动语音识别设备处于第一功率模式时接收来自第一传感器的第一检测信号，并且响应于检测到话音触发来触发所述自动语音识别电路的激活；其中所述自动语音识别电路被布置成在运行在第二功率模式中时检测音频激活指令；其中所述自动语音识别电路在运行在所述第二功率模式中时的功耗超过所述自动语音识别在运行在所述第一功率模式中时的功耗，其中所述第一传感器是骨传导传感器或振动传感器。
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