CN104506247B - 指令传输方法、语音设备、语音辅助装置及指令传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子通讯技术领域，提供一种指令传输方法、语音设备、语音辅助装置及指令传输系统，从语音设备侧，语音设备利用设备的语音播放功能实现输出语音流，语音辅助装置处理接收到的语音流得到操作指令，这样实现了通过语音通道输出操作指令；从语音辅助装置侧，用户在语音辅助装置上进行相关操作，将得到的操作指令进行编码后传输至语音设备，语音设备利用设备的语音录入功能实现对信号流的录入，然后解析得到操作指令，这样实现了通过语音通道接收操作指令。通过本发明，利用语音接口可以实现操作指令和语音数据的混合传输，有效利用设备的通信端口资源。

Description

指令传输方法、语音设备、语音辅助装置及指令传输系统

技术领域

本发明属于电子通讯技术领域，尤其涉及一种指令传输方法、语音设备、语音辅助装置及指令传输系统。

背景技术

目前多媒体设备，诸如智能手机、平板或其他设备，一般采用USB、RS-232等进行有线数据传输，或采用蓝牙、WIFI等进行无线数据传输。而且多媒体设备一般也提供语音播放和语音录入功能，比如多媒体设备具有一些语音接口(如麦克风、扬声器、AV端子、HDMI接等)，但这些语音接口只是提供一个语音通道，用来传输一些语音数据及其他数据，无法传输操作指令等数字信号，多媒体设备要想与其他设备传输指令，只能通过其他接口实现，比如上述的USB、蓝牙、WiFi等，这样会占用设备的额外通信资源，若设备只有语音接口，那么就无法实现指令传输。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种指令传输方法、语音设备、语音辅助装置及指令传输系统，旨在解决现有多媒体设备无法实现语音数据和指令同时传输，设备通信资源利用效率低的技术问题。

一方面，从语音设备侧，所述指令传输方法包括下述步骤：

当接收到用户触发生成的操作指令时，将所述操作指令对应的数字信号调制并加载到语音数据上，并通过语音接口将所述语音数据以语音流方式播放输出至语音辅助装置；

当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流，然后进行信号滤波解调，解码得到操作指令后并执行。

进一步的，所述当接收到用户触发生成的操作指令时，将所述操作指令对应的数字信号调制并加载到语音数据上，并通过语音接口将所述语音数据以语音流方式播放输出至语音辅助装置步骤，具体包括：

利用载波信号对所述操作指令对应的数字信号进行调制，所述载波信号的频率大于40KHz；

在调制得到的已调信号中加入高斯白噪声和带外频率信号，以实现加密；

然后将得到的信号叠加到语音数据上，并以语音流方式播放输出至语音辅助装置。

进一步的，所述当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流，然后进行信号滤波解调，解码得到操作指令后并执行步骤，具体包括：

当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流；

对所述信号流进行滤波，以去除带外信号；

将滤波后的信号流进行频域变换，得到频率信号；

获取所述频率信号的频率、强度以及各频率之间的比值，然后判断得到相应的操作指令；

执行所述操作指令。

另一方面，从语音辅助装置侧，所述指令传输方法包括下述步骤：

当通过语音接头接收到来自于语音设备的语音流时，对所述语音流进行信号处理，解码得到操作指令并执行；

当接收到用户触发生成的操作指令时，对所述操作指令进行指令编码，然后进行信号调制后输出信号流至语音设备。

进一步的，所述对所述语音流进行信号处理，解码得到操作指令并执行步骤，具体包括：

对所述语音流进行滤波、解调处理，然后采集得到数值信号；

根据数值结果，得到对应的操作指令并执行该操作指令。

第三方面，所述语音设备包括：

语音输出单元，用于当接收到用户触发生成的操作指令时，将所述操作指令对应的数字信号调制并加载到语音数据上，并通过语音接口将所述语音数据以语音流方式播放输出至语音辅助装置；

语音录入单元，用于当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流，然后进行信号滤波解调，解码得到操作指令后并执行。

进一步的，所述语音输出单元包括：

调制模块，用于利用载波信号对所述操作指令对应的数字信号进行调制，所述载波信号的频率大于40KHz；

加密模块，用于在调制得到的已调信号中加入高斯白噪声和带外频率信号，以实现加密；

信号叠加模块，用于将得到的信号叠加到语音数据上，并以语音流方式播放输出至语音辅助装置。

进一步的，所述语音录入单元包括：

信号录制模块，用于当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流；

滤波模块，用于对所述信号流进行滤波，以去除带外信号；

时频变换模块，用于将滤波后的信号流进行频域变换，得到频率信号；

比较判断模块，用于获取所述频率信号的频率、强度以及各频率之间的比值，然后判断得到相应的操作指令；

执行模块，用于执行所述操作指令。

第四方面，所述语音辅助装置包括：

接收解析单元，用于当通过语音接头接收到来自于语音设备的语音流时，对所述语音流进行信号处理，解码得到操作指令并执行；

编码输出单元，用于当接收到用户触发生成的操作指令时，对所述操作指令进行指令编码，然后进行信号调制后输出信号流至语音设备。

第五方面，所述指令传输系统包括上述语音设备和语音辅助装置，所述语音设备设置有语音接口，所述语音辅助装置设置有语音接头，所述语音接口和语音接口对应连接，所述语音接口包括语音输入通道和语音输出通道。

本发明的有益效果是：本发明技术方案实现了通过语音通道传输操作指令等数字信号，这样通过一个语音接口就可以操作指令和语音数据混合传输，有效利用设备的通信端口资源。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的指令传输方法的交互流程图；

图2是调制解调波形图示意图；

图3是本发明第二实施例提供的指令传输方法的交互流程图；

图4是语音录入波形示意图；

图5是本发明第三实施例提供的语音设备的结构框图；

图6是本发明第四实施例提供的语音辅助装置的结构框图；

图7是本发明第五实施例提供的指令传输系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明基于由语音设备和语音辅助装置组成的指令传输系统实现，一方面，语音设备利用设备的语音播放功能实现对信号的输出，语音辅助装置处理接收到的信号得到操作指令，这样实现了通过语音通道输出操作指令；另一方面，用户在语音辅助装置上进行相关操作，将得到的指令进行编码后传输至语音设备，语音设备利用设备的语音录入功能实现对信号的录入，然后解析得到操作指令，这样实现了通过语音通道接收指令。因此通过本发明利用语音接口可以实现操作指令和语音数据的混合传输。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图1示出了本发明实施例提供的指令传输方法的交互流程图，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的指令传输方法包括下述步骤：

步骤S101、接收用户触发生成的操作指令；

步骤S102、将所述操作指令对应的数字信号调制并加载到语音数据上；

步骤S103、通过语音接口将所述语音数据以语音流方式播放输出至语音辅助装置；

步骤S104、当通过语音接头接收到来自于语音设备的语音流时，对所述语音流进行信号处理；

步骤S105、解码得到操作指令并执行。

本实施例从指令输出方向描述指令传输方法的流程。本实施中，所述语音设备可以是移动设备，如智能手机、非智能手机、平板电脑等，也可以是其他带语音通道的设备，如DVD、音响等。这里所述语音设备具有语音接口，比如可以是耳塞孔、AV端子、HDMI接口等，所述语音接口包括输入通道和输出通道，所述输入通道可以是麦克风等，所述输出通道可以是设备的左右声道等。所述语音辅助装置是语音设备的外设，可以接收语音设备发出的操作指令并执行，也可以向语音设备发出操作指令，以使语音设备执行该指令。所述语音辅助装置包括与语音设备语音接口相匹配的语音接头，将所述语音接头与所述语音接口对接，通过该通道可以传输语音数据及指令信号等数字数据的混合传输。在现有技术中，该通道无法传输操作指令，只能通过其他端口传送，这样会增加额外资源开销。本实施例方法以解决此问题。

语音设备本地保存有语音数据作为本地基本指令集。当用户在语音设备上操作时，触发生成某个操作指令，将操作指令编码成对应的数字信号(假设如图2a所示)。具体实现时，利用载波信号(假设如图2b所示)对所述操作指令对应的数字信号进行调制，得到已调信号(如图2c所示)，所述载波信号的频率大于40KHz，一般情况下，可听见声音信号频率为20～20KHz，其带宽为40KHz，可以避免载波信号对语音信号的干扰；然后在已调信号中加入高斯白噪声(得到的信号如图2d所示)和带外频率信号(得到的信号如图2e)，以实现信号加密，最后将得到的信号叠加到语音数据上，并以语音流方式播放输出至语音辅助装置。这里不限定具体的调制方式，可以采用ASK,、2ASK、FSK、2FSK方式等。如果语音设备的能力限制在40KHz以内，那么载波信号的频率可以小于40KHz，此时操作指令和语音信号不能同时传输，需要按照时间错开传输。

当语音接头接收到来自于语音设备的语音流时，语音辅助装置对所述语音流进行信号处理，数字信号分析后解码得到操作指令，最后执行该操作指令。具体实现时，首先对接收到的语音流进行滤波、解调处理，得到的信号如图2f所示，滤波前和滤波后的频谱如图2g、图2h所示。然后全波整流，得到的信号如图2i所示，最后通过采样采集数值信号，信号如图2j所示，根据采集到的数值结果，可以解码得到相应的操作指令，最后执行该操作指令。

实施例二：

图3示出了本发明实施例提供的指令传输方法的流程交互图，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的指令传输方法包括下述步骤：

步骤S301、接收到用户触发生成的操作指令；

步骤S302、对所述操作指令进行指令编码，然后进行信号调制；

步骤S303、输出信号流至语音设备；

步骤S304、当语音设备接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流，然后进行信号滤波解调；

步骤S305、解码后得到操作指令并执行。

本实施例从指令接收方向描述指令传输方法的流程。本实施中，用户在语音辅助装置侧进行操作，比如触发语音辅助装置上的按键，触发后生成操作指令，然后对生成的操作指令进行指令编码，得到对应的数字信号，然后通过信号调制后，将得到的信号流输出至所述语音设备，语音设备通过麦克风录制所述信号流，假设得到的信号流为由信号xt1、xt2、xt3以及噪声叠加得到的信号st，其中xt1、xt2、xt3、噪声、st的波形分别如图4a-4e所示，然后对st进行滤波，以去除带外信号，然后进行频域变换，比如傅里叶变换、拉普拉斯变换或Z变换等等，得到频率信号，频谱图如图4f所示，根据频率信号的频率、强度以及各频率之间的比值，判断得到相应的操作指令，最后执行该操作指令。

实施例三：

图5示出了本发明实施例提供的语音设备的结构框图，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的语音设备包括：

语音输出单元501，用于当接收到用户触发生成的操作指令时，将所述操作指令对应的数字信号调制并加载到语音数据上，并通过语音接口将所述语音数据以语音流方式播放输出至语音辅助装置；

语音录入单元502，用于当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流，然后进行信号滤波解调，解码得到操作指令后并执行。

本实施例仅从实现功能上描述语音设备的结构，不包括语音设备的实体硬件，比如语音接口等。本实施例中，各个功能单元对应实现实施例一和实施例二中的相关步骤。具体的，在输出方向，当语音设备的语音接口接收到用户触发生成的操作指令时，语音输出单元501将所述操作指令对应的数字信号调制并加载到语音数据上，并通过语音接口将所述语音数据以语音流方式播放输出至语音辅助装置。在录入方向，当语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，语音录入单元502通过控制麦克风录制所述信号流，然后进行信号滤波解调，解码得到操作指令后并执行。

作为所述语音输出单元501的一种具体结构，包括：

调制模块，用于利用载波信号对所述操作指令对应的数字信号进行调制，所述载波信号的频率大于40KHz；

加密模块，用于在调制得到的已调信号中加入高斯白噪声和带外频率信号，以实现加密；

信号叠加模块，用于将得到的信号叠加到语音数据上，并以语音流方式播放输出至语音辅助装置。

作为所述语音录入单元502的一种具体结构，包括：

信号录制模块，用于当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流；

滤波模块，用于对所述信号流进行滤波，以去除带外信号；

时频变换模块，用于将滤波后的信号流进行频域变换，得到频率信号；

比较判断模块，用于获取所述频率信号的频率、强度以及各频率之间的比值，然后判断得到相应的操作指令；

执行模块，用于执行所述操作指令。

实施例四：

图6示出了本发明实施例提供的语音辅助装置的结构框图，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的语音辅助装置包括：

接收解析单元601，用于当通过语音接头接收到来自于语音设备的语音流时，对所述语音流进行信号处理，解码得到操作指令并执行；

编码输出单元602，用于当接收到用户触发生成的操作指令时，对所述操作指令进行指令编码，然后进行信号调制后输出信号流至语音设备。

本实施例同样仅从实现功能上描述语音辅助装置的结构，不包括语音辅助装置的实体硬件，比如语音接头等。本实施例中，各个功能单元对应实现实施例一和实施例二中的相关步骤。具体的，在输出方向，当语音辅助装置接收到来自于语音设备的语音流时，接收解析单元601对所述语音流进行信号处理，数字信号分析后解码得到操作指令并执行。在录入方向，当编码输出单元602接收到用户触发生成的操作指令时，对所述操作指令进行指令编码然后进行信号调制后输出信号流至语音设备。

作为所述接收解析单元601的一种优选结构，包括：

处理模块，用于对所述语音流进行滤波、解调处理，然后采集得到数值信号；

解码模块，用于根据数值结果，得到对应的操作指令并执行该操作指令。

实施例五：

图7示出了本发明实施例提供的指令传输系统的结构图，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的指令传输系统包括如实施例三所述的语音设备，以及如实施例四所述的语音辅助装置，从硬件结构讲，所述语音设备设置有语音接口，所述语音辅助装置设置有语音接头，所述语音接口和语音接口对应连接。所述语音接口和语音接口连接后，构成一条语音通道，正常情况下，该通道用于传输语音数据及其他数据。在本系统中，该语音通道还可传输操作指令，比如从语音设备输出操作指令控制语音辅助装置，还可从语音辅助装置输出操作指令控制语音设备，具体的实现流程在实施例一和实施二中已经具体描述，这里不再赘述。

下面列举一控制实例：所述语音设备为手机，所述语音辅助装置为车载主控台，通过音频线将手机与车载主控台的耳机接口连接后，用户在手机上进行操作可以控制汽车的运行状态，比如可以通过发出调温指令，手机将生成的指令调整并加载到语音数据上，然后播放所述语音数据；车载主控台接收到语音数据后，进行滤波、解调处理，解码后得到操作指令，车载主控台再控制车载空调调整车内温度。

综上，本发明提供了一种通过语音通道传输操作指令等数字信号的技术方案，利用本方案可以实现操作指令和语音数据的混合传输，有效利用设备的通信端口资源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种指令传输方法，其特征在于，所述方法包括：

当接收到用户触发生成的操作指令时，将所述操作指令对应的数字信号调制并加载到语音数据上，并通过语音接口将所述语音数据以语音流方式播放输出至语音辅助装置；

当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流，然后进行信号滤波解调，解码得到操作指令后并执行；

所述当接收到用户触发生成的操作指令时，将所述操作指令对应的数字信号调制并加载到语音数据上，并通过语音接口将所述语音数据以语音流方式播放输出至语音辅助装置步骤，具体包括：

利用载波信号对所述操作指令对应的数字信号进行调制，所述载波信号的频率大于40KHz；

在调制得到的已调信号中加入高斯白噪声和带外频率信号，以实现加密；

然后将得到的信号叠加到语音数据上，并以语音流方式播放输出至语音辅助装置；

所述当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流，然后进行信号滤波解调，解码得到操作指令后并执行步骤，具体包括：

当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流；

对所述信号流进行滤波，以去除带外信号；

将滤波后的信号流进行频域变换，得到频率信号；

获取所述频率信号的频率、强度以及各频率之间的比值，然后判断得到相应的操作指令；

执行所述操作指令。

2.一种语音设备，其特征在于，所述语音设备包括：

语音输出单元，用于当接收到用户触发生成的操作指令时，将所述操作指令对应的数字信号调制并加载到语音数据上，并通过语音接口将所述语音数据以语音流方式播放输出至语音辅助装置；

语音录入单元，用于当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流，然后进行信号滤波解调，解码得到操作指令后并执行；

所述语音输出单元包括：

调制模块，用于利用载波信号对所述操作指令对应的数字信号进行调制，所述载波信号的频率大于40KHz；

加密模块，用于在调制得到的已调信号中加入高斯白噪声和带外频率信号，以实现加密；

信号叠加模块，用于将得到的信号叠加到语音数据上，并以语音流方式播放输出至语音辅助装置；

所述语音录入单元包括：

信号录制模块，用于当通过语音接口接收到来自于语音辅助装置输出的信号流时，录制所述信号流；

滤波模块，用于对所述信号流进行滤波，以去除带外信号；

时频变换模块，用于将滤波后的信号流进行频域变换，得到频率信号；

比较判断模块，用于获取所述频率信号的频率、强度以及各频率之间的比值，然后判断得到相应的操作指令；

执行模块，用于执行所述操作指令。