CN105700392A - 用于车辆的语音输入系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种声音信号处理系统，不论乘客的位置在哪里，该声音信号处理系统都能使用一个麦克风实现免提功能，该声音信号处理系统包括：麦克风，包括多个纤芯；以及头部单元，该头部单元使用从多个纤芯中的每一个输入的多个模拟信号产生多个波束，搜索通过多个波束中的每一个波束的声音信号，以选择一个波束，并且输出对应于所选择的波束的声音信号。

Description

用于车辆的语音输入系统及其控制方法

相关申请的交叉引证

本申请要求于2014年12月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0178152号的优先权和权益，通过引证将其公开内容全部结合于此，如同在此充分阐述。

技术领域

本公开涉及一种语音处理方法和用于执行该方法的车辆，从而不论乘客的位置在哪儿，都能使用一个麦克风实现免提功能。

背景技术

近来，为了避免由于手机通话带来的不便以及事故，已经在车辆中安装了使用蓝牙的免提功能。免提功能体现为通过车辆的扬声器输出其他用户的语音，并且通过安装在车辆中的麦克风输入驾驶员的语音。

一般地，麦克风仅包括用于接收实际声音的一个纤芯(core，芯线)。然而，麦克风的纤芯具有方向性，因此用于在特定方向范围内接收声音输入的效率以及用于在其他方向内接收声音输入的效率不同(即，用于在其余方向上的声音输入的接收灵敏度降低)。

因此，当考虑到在驾驶员座椅处或者在驾驶员座椅和乘客座椅处的接收灵敏度时，麦克风布置为如图1A和图1B所示。

图1A和图1B是示出了位于常规车辆内部的麦克风的配置的图示。

参考图1A，当仅仅为驾驶员座椅安装免提功能时，一个麦克风110设置为指向驾驶员座椅以实现最高的接收灵敏度。在这种情况下，可以说是，朝向驾驶员座椅实现音频波束的形成。

如图1B所示，当考虑到乘客座椅的乘客以及驾驶员时，如果单独地安装朝向驾驶员座椅的麦克风110A和朝向乘客座椅的麦克风110B以形成用于乘客的每个位置的波束形成，则能够优化语音输入。

如同图1B的常规麦克风布置要求针对车辆内部的每个位置单独地布置多个麦克风。这有一个问题是，麦克风布置不能够考虑引起波束形成的差异和方向的因素，诸如在车辆中的乘坐者的座椅位置或者乘坐者的体格等。

发明内容

本发明的实施方式能够涉及一种基于波束形成的用于车辆的语音输入系统，以及用于控制其的方法，该方法基本上消除或减少了由于现有技术的限制和缺点所导致的一个或多个问题。

本发明的实施方式可提供一种车辆，不论想要通过免提功能输入语音的乘坐者的位置在哪里，该车辆都能通过一个麦克风优化语音输入，并提供一种用于控制该车辆的方法。

将在以下描述中部分阐述本发明的优点、目标和特征，并且对于本领域的普通技术人员来说，部分内容将经后文的分析而变得显然，或者可以从本发明的实践中了解。本发明的目标和其他优点可以通过书面说明、权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得。

在一个实施方式中，用于车辆的语音输入系统包括：麦克风，该麦克风包括多个纤芯；以及头部单元，该头部单元基于从多个纤芯输入的多个模拟信号来产生多个波束，搜索通过多个波束中的每一个的声音信号以选择一个波束，并且输出对应于所选择的波束的声音信号。

在另一个实施方式中，用于控制车辆的语音输入系统的方法包括：接收通过从麦克风的多个纤芯中的每一个产生的多个模拟信号，该麦克风包括多个纤芯；使用多个模拟信号产生多个波束；通过搜索通过多个波束中的每一个的声音信号而选择波束中的一个；以及将对应于所选择的波束的声音信号输出至外部设备。

在另一个实施方式中，用于车辆的声音信号处理系统包括：麦克风，该麦克风包括布置为接收来自不同方向的声音的多个纤芯；数字转换器(DSP)，该数字转换器使用从各自的纤芯输入的多个模拟信号而产生多个波束，并且搜索通过多个波束中的每一个的声音信号，以首次选择用于每个预置区段的一个波束；控制器，该控制器用于二次选择用于每个预置区段选择的波束中的一个；以及蓝牙模块，该蓝牙模块用于将对应于二次选择到的波束的声音信号传输至外部。

附图说明

包括的用于提供对本发明的进一步理解的附图结合在本申请中，并且构成本申请的一部分，这些附图示出的本发明的实施方式连同说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1A和图1B是示出了在常规车辆中设置的麦克风的配置的图示；

图2是示出了根据本发明的实施方式的用于车辆的声音输入和处理系统的构造的图示。

图3是示出了根据本发明的实施方式的包括多个纤芯的麦克风的配置的图示；

图4是示出了根据本发明的实施方式的图示，示出了一种情况的实例，其中车辆的内部部分被划分为区段，并且针对各自的区段形成波束；以及

图5A和图5B是示出了根据本发明的实施方式的用于在声音输入/处理系统中通过音频波束形成而选择和传输最佳声音的步骤的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施方式，本发明的实例在附图中示出。在附图中，相同元件由相同的参考标号指示，并且将不会给出重复解释。本文中的元件的后缀“模块”和“单元”是用于描述的方便，因此可互换使用，并且没有任何可区别的含义或功能。

在本文中使用的术语“一个(“a”)或(“an”)”并不排斥一个或多于一个。在本文中使用的术语“另一个”定义为至少第二个或更多个。在本文中使用的术语“包含”(“including”)和/或“具有(“having”)”定义为包括(“comprising”)(例如，开放式限定)。尽管不必直接地并且不必机械地连接，但是在本文中使用的术语“耦接”或“操作地耦接”定义为连接。

在本发明的说明中，当认为相关技术的某些详细说明会使得本发明的本质变得不必要的晦涩时，将对其作出省略。从附图将更清楚地理解本发明的特征，并且不应理解为本发明受附图限制。应理解的是，在不背离本发明的精神和技术范围的前提下，所有改变、等同物和替代物都包含在本发明中。

本发明的实施方式提出了一种方法：通过麦克风接收语音波段信号，该麦克风包括在不同方向上布置的多个纤芯；使用所接收的信号形成多个同步音频波束形成；在所接收的信号中选择最佳语音信号；并且随后，将最佳语音信号传输至无线连接的移动终端(例如，便携式电话)。

本文中，音频波束形成(audiobeamforming)指的是，当从相同声音源产生的声音达到各自的纤芯时，使用频率特征或者时间段的差异仅放大从期望的方向产生的声音的技术。

首先，将参考图2描述根据本发明的实施方式的系统构造。

图2是示出了根据本发明的实施方式的用于车辆的声音输入和处理系统的构造的实例的图示。

参考图2，根据本实施方式的用于车辆的声音输入和处理系统可包括：麦克风200，该麦克风包括多个纤芯并且用于将经由每个纤芯输入的语音信号转换为电信号；以及头部单元300，该头部单元用于将从麦克风200传输的每个纤芯的电信号处理为多个波束，选择对应于在波束中一个波束的声音，并且将该声音传输至外部设备400。

本文中，头部单元300可包括数字转换器(数字信号处理器，DSP)310，该数字转换器用于波束形成——将经由麦克风200的每个纤芯传输的电信号处理为多个波束，搜索用于每一个区段的波束并且选择用于每个区段的一个波束；控制器320，该控制器用于选择用于每个区段的所选择的波束中的任何一个(即，波束位置)并且降噪处理对应于所选择的波束的信号；以及蓝牙模块330，该蓝牙模块用于将降噪处理过的信号传输至外部设备400。

接下来，将参考图3更详细地描述麦克风的配置。

图3是示出了根据本发明的实施方式的包括多个纤芯的麦克风的配置的实例的图示。

参考图3，麦克风200以这种方式配置：三个硬币类型的纤芯210、220、230布置为覆盖(即，接收)来自不同方向的声音。每个纤芯设置为以预定角度接收声音。就这点而言，在图3的实例中，如邻近于每个纤芯的图示所示的，每个纤芯负责约120度，因此通过该三个纤芯，可覆盖所有的方向。

通过相应的纤芯输入的声音分别转换为电信号，以产生三个不同的模拟电信号。

图3的纤芯布置是示例性的，因此可改变该纤芯布置使得更多的纤芯被设置为具有不同的输入模式。

接下来，将参考图4描述区段划分和形成用于相应的区段的波束。

图4是示出了根据本发明的实施方式的一种情况的实例的图示，其中，车辆的内部被划分为区段，并且针对相应的区段形成波束。

头部单元300从麦克风200接收三个模拟声音信号。就这点而言，DSP310可同时地并且自动地在多个区段中搜索所接收的信号(即，波束)以提取语音信号。

参考图4，具有上述配置的麦克风200设置在车辆中的乘客座椅与驾驶员座椅之间，并且车辆的内部再划分为驾驶员座椅区段和乘客座椅区段。总波束中的四个形成为，对于每个区段有两个波束(例如，用于驾驶员座椅区段的两个波束以及用于乘客座椅区段的两个波束)，每个波束可在不同方向上形成，并且当从在每个区段处的两个波束传播(circulate)信号时，DSP310自动提取信号。

不必说，图4所示的波束的方向和数量是示例性的。在一些实施方式中，对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，可形成更多或更少的波束，并且这些波束的方向是可变的。

在下文中，参考图5A和图5B，将描述根据参考图2至图4描述的系统以及环境的用于输入和处理声音的步骤。

图5A和图5B是示出了根据本发明的实施方式的用于在声音输入/处理系统中通过音频波束形成而选择和传输最佳声音的步骤的流程图。

图5A是利用音频波束形成的声音选择程序的流程图，以及图5B是更详细地示出图5A的流程图中的一些步骤的流程图。

参考图5A和图5B，声音(例如，乘客的声音)通过麦克风200输入(S510)。更详细地，通过麦克风200的三个纤芯的每一个，声音转换为三个模拟声音信号并且传输至DSP310。

DSP310将三个输入模拟声音信号转换为数字信号。更详细地，DSP310使用从麦克风输入的三个声音信号，同时形成总波束中的四个，即，用于驾驶员座椅的两个波束以及用于乘客座椅的两个波束(S520)。

此外，DSP310搜索具有输入模式的四个波束以从每个波束区段提取声音信号，这些输入模式对于相应的区段以预定时间间隔并且以预定角度形成，并且比较通过四个波束所提取到的信号的强度以选择用于每个区段的一个波束(S530)。

控制器320从所选择的用于驾驶员座椅和乘客座椅的波束中提取到的信号中选择具有最高强度的信号，从而选择波束位置，并且降噪处理从所选择的波束中提取到的语音信号，并且将语音信号传输至蓝牙模块330(S540)。

降噪处理过的声音信号可通过蓝牙模块330输出至外部(S540)。

通过上述程序，可在不同方向上形成的多个波束中选择任何一个，并且因此驾驶员和乘客两者都能够在免提功能的使用过程中使用一个麦克风输入最佳声音。此外，无论位置如何改变，都可根据扬声器的自身状态或者座椅位置，通过波束选择来输入最佳声音。

本发明也可体现为在计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是能够储存数据的任何数据存储装置，该数据之后能够由计算机系统读取。计算机可读记录介质的实例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置、诸如由因特网传输的载波等。

根据本发明的至少一个实施方式，可实现以下优势。

在免提功能的使用过程中，驾驶员和乘客两者都能够使用一个麦克风输入最佳声音。

可在多个波束中选择任何一个，并且因此无论位置如何改变，根据扬声器自身状态或者座椅位置，都能够输入最佳声音。

对于本领域的技术人员显然的是，在不背离本发明的精神或范围的情况下，能够对本发明做出各种修改和变形。因此，本发明也旨在覆盖本发明的这些修改和变形，只要修改和变形在所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (20)

1.一种用于车辆的语音输入系统，所述语音输入系统包括：

麦克风，所述麦克风包括具有不同灵敏度的多个纤芯，以接收来自不同方向的声音；以及

头部单元，所述头部单元用于通过所述多个纤芯基于由所述声音转换成的模拟信号而产生多个波束，用于在所述多个波束中识别具有最高强度的波束从而选择一个波束，并且用于输出对应于所识别的波束的声音信号。

2.根据权利要求1所述的语音输入系统，其中，所述头部单元包括数字转换器，所述数字转换器用于产生所述多个波束，并且在所述多个波束中搜索具有所述最高强度的波束，以选择用于每个预置区段的一个波束。

3.根据权利要求2所述的语音输入系统，其中，所述预置区段包括驾驶员座椅区段和乘客座椅区段。

4.根据权利要求3所述的语音输入系统，其中，所述数字转换器在所述驾驶员座椅区段中形成的多个波束中选择第一波束，并且在所述乘客座椅区段中形成的多个波束中选择第二波束。

5.根据权利要求4所述的语音输入系统，其中，所述数字转换器比较通过所述多个波束中的每一个波束搜索到的声音信号的强度，以选择所述第一波束和所述第二波束。

6.根据权利要求4所述的语音输入系统，其中，所述头部单元包括控制器，所述控制器用于选择所述第一波束与所述第二波束中的一个，并且用于降噪处理对应于所选择的波束的声音信号。

7.根据权利要求6所述的语音输入系统，其中，所述头部单元比较通过所述第一波束和所述第二波束中的每一个搜索到的声音信号的强度，以选择所述第一波束和所述第二波束中的一个。

8.根据权利要求6所述的语音输入系统，其中，所述头部单元包括蓝牙模块，所述蓝牙模块用于将降噪处理过的声音信号传输至外部。

9.根据权利要求1所述的语音输入系统，其中，所述多个纤芯的数量是三个，而所述多个波束的数量是四个。

10.根据权利要求9所述的语音输入系统，其中，四个波束中的其中两个波束形成在驾驶员座椅区段中，并且另外两个波束形成在乘客座椅区段中。

11.一种用于控制车辆的语音输入系统的方法，所述方法包括：

接收通过麦克风的多个纤芯中的每一个纤芯而产生的多个模拟信号；

使用所述多个模拟信号产生多个波束；

通过搜索通过所述多个波束中的每一个波束的声音信号而选择所述波束中的一个波束；以及

将对应于所选择的波束的声音信号输出至外部设备。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：

选择一个波束的步骤还包括通过数字转换器选择用于每个预置区段的一个波束；以及

通过所述数字转换器执行所述产生多个波束的步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述预置区段包括驾驶员座椅区段和乘客座椅区段。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，选择一个波束的步骤还包括：通过所述数字转换器在所述驾驶员座椅区段中形成的多个波束中选择第一波束并且在所述乘客座椅区段中形成的多个波束中选择第二波束。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，通过比较通过所述多个波束中的每一个波束搜索到的声音信号的强度来执行选择所述第一波束和所述第二波束的步骤。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，选择一个波束的步骤还包括：

通过控制器来选择所述第一波束和所述第二波束中的一个波束；以及

降噪处理对应于所选择的波束的声音信号。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，选择所述第一波束和所述第二波束中的一个波束的步骤包括比较通过所述第一波束和所述第二波束中的每一个波束搜索到的声音信号的强度。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，将对应于所选择的波束的声音信号输出至外部设备的步骤包括通过蓝牙模块将降噪处理过的声音信号传输至外部。

19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个纤芯的数量是三个，而所述多个波束的数量是四个，其中，四个波束中的其中两个波束形成在驾驶员座椅区段中，并且另外两个波束形成在乘客座椅区段中。

20.一种用于车辆的声音信号处理系统，包括：

麦克风，所述麦克风包括布置为接收来自不同方向的声音的多个纤芯；

数字转换器，所述数字转换器使用从相应的纤芯输入的多个模拟信号产生多个波束，并且搜索通过所述多个波束中的每一个波束的声音信号，以首次选择用于每个预置区段的一个波束；

控制器，所述控制器用于二次选择用于所述每个预置区段的所选择波束中的一个波束；

蓝牙模块，所述蓝牙模块用于将对应于二次选择的波束的声音信号传输至外部。