CN105700660A - 具有与核域不同的唤醒模块的电子设备 - Google Patents

Abstract

一种具有与核域不同的唤醒模块的电子设备，包括耦合到具有待机状态的核的附属模块，该核包括第一电源电路、第一时钟和识别由第一时钟计时的多个有声命令的电路。附属模块包括独立于第一电源电路的第二电源电路、独立于第一时钟并且具有比第一时钟的频率低的频率的第二时钟，由第二时钟计时的数字单元包括递送经处理的声音信号的声音捕获电路，以及处理单元，其被配置以便，在存在大于阈值的经处理的声音信号的参数时，分析经处理的声音信号的内容，当声音信号的内容包括参考图案时，向核递送能够使其离开待机状态的激活信号。

Description

具有与核域不同的唤醒模块的电子设备

本申请要求2014年12月16日提交的法国申请No.1462541的优先权，该申请通过引用合并于此。

技术领域

本发明的实施例涉及包括与核域不同的唤醒模块的电子设备。

背景技术

电子装置、特别是移动蜂窝电话、智能手表和智能眼镜逐渐地包括使得能够执行语音识别功能的模块。该功能特别使得能够用声音控制电子装置。

为了使装置可以在任何时间检测有声命令，理想的是监视和检测装置的环境中的并且特别是其声音环境中的信号。

在对搜索可能的有声命令的声音环境的连续监视期间，诸如移动蜂窝电话的依赖电池电力进行操作的电子装置面临与能量消耗优化相关的问题。

为了节省电子装置的电池，后者通常包括待机模式，其中电源被维持于最小，以便于保持最少的电子元件进行操作。

然而，当电子装置处于待机状态时，后者必须在能够执行与有声命令相关的处理之前离开其待机状态。用户通常希望能够快速访问装置的功能。因此，有必要能够快速离开待机状态，以便于对由用户进行的有声命令进行响应。一种可能性是提供重新激活按钮。

类似地，当电子装置没有处于待机状态而是处于活动状态时，电子装置本身将针对其的有声命令与针对另一装置的有声命令相区分。因此，有必要提供一种用于区分有声命令何时用于该装置的方法。

用于检测周围声音环境的已知方法的示例是用于唤醒电话的连续音频过程或“连续音频处理”。该类型的方法通过表达“始终打开音频”或“AON音频”而被知晓，因为音频语音识别电路被保持供电和处于连续操作中。

这样的系统的主要缺点是在语音识别电路的连续供电的情况下的高能量消耗。

发明内容

本发明一般地涉及一种系统和方法，并且在具体实施例中，涉及用于与电子设备相关的发明的实施例的系统和方法，该电子设备包括旨在用于通过有声命令唤醒例如移动蜂窝电话的、该设备被安装在其中的电子装置的分立模块和处理核。

根据一个实施例，提出了一种电子设备，该电子设备的架构使得能够最小化该电子设备被安装在其中的电子装置的能量消耗，该装置还包括用于对有声命令的识别的系统。

根据一个方面，提出了一种电子设备，包括处理核和附属(appended)模块，该附属模块耦合到该核并且与所述核分离，该核包括第一电源电路、第一时钟和用于识别由第一时钟计时的多个有声命令的识别电路。

根据该方面的一般特征，该核具有待机状态，并且附属模块包括：独立于第一电源电路的第二电源电路；独立于第一时钟并且具有比第一时钟的频率低的频率的第二时钟；由第二时钟计时的数字处理单元，该数字处理单元至少包括捕获第一声音信号的第一部件并且被配置为递送经处理的声音信号；以及处理单元，该处理单元被配置以便在存在大于阈值的经处理的声音信号的参数时，分析经处理的声音信号的内容，并且当声音信号的内容包括参考图案时，向核递送能够使其离开待机状态的激活信号。

因为对附属模块供电所提供的第二电源电路独立于用于对核或者甚至装置的其余电子元件供电所提供的第一电源电路，所以第二电源电路可以被调整大小并且被配置为仅对附属模块进行供电。因此，能量消耗由于第二电源电路对附属模块的适配而被最小化。

通过向仅用于附属模块的第二时钟提供比旨在用于对核和/或包括该设备的电子装置的其他电子元件进行计时的第一时钟的频率低的频率，模块的能量消耗低。

事实上，时钟的频率越低，能源消耗就越低。因此，通过使用低频率时钟来对附属模块进行计时，相对于通过较高频率的时钟对其元件进行计时的核，对附属模块进行供电所需要的电能显著低。因为所需要的电源供给低，所以与核的电源电路相比，第二电源电路可以被减少更多。

经处理的声音信号的参数可以例如是声音信号的平均水平或其峰值因子，或者再次是该信号在不同频率上的水平，而这些示例不是限制性的。

第一捕捉部件可以是数字或模拟麦克风。

因为附属模块被设计用于从电子设备被安装在其中的电子装置的待机模式退出，所以处理单元可以被配置为仅响应于检测到诸如关键词的参考图案来唤醒电子装置，特别是设备的核。

第二时钟有利地可以不如第一时钟精确。实际上，不太需要精确的时钟消耗较少的电流。

有利地，处理单元可以具有待机状态，并且可以被配置为在存在高于阈值的经处理的声音信号水平时，从其待机状态退出。

通过使附属模块的处理单元处于待机，只要经处理的声音信号没有超过例如与经处理的信号的声音水平阈值相对应的检测阈值，则附属模块的能量消耗就可能是低的。

因此，例如，当该处理单元处于待机时，仅由第二时钟计时和供电的项是数字处理单元，并且比较器被配置为将经处理的信号的声音水平与特别是用分贝表达的声音水平阈值作比较。因此，仅在数字处理单元捕获到足够大的声音的情况下，才使处理单元离开其待机状态。

在该实施例中，附属模块优选地包括本地互连电路，该本地互连电路能够将处理单元耦合到所述第二时钟，以便于使其离开其待机状态。

当处理单元处于待机时，其被耦合到对其供电的第二电源电路，并且与第二时钟解耦和，以便于将其电力消耗减小到最小。

有利地，数字单元可以包括单个捕获部件，经处理的声音信号与由单个数字捕获部件捕获的声音信号相对应。

捕获部件优选地是位于电子装置上的数字麦克风，以这样的方式来拾取来自用户的嘴的有声命令。

作为变体，数字单元可以包括：第一捕获部件和至少一个补充捕获部件，该至少一个补充捕获部件位于与第一捕获部件分离的位置处并且被配置为捕获补充声音信号；以及处理单元，其被配置为基于第一声音信号和补充声音信号来减少周围噪声以递送经处理的声音信号。

第一捕获部件可以是例如被设置在电话装置的前面的数字麦克风，面对例如用户的嘴，以捕获用户的命令。

补充捕获部件可以是安装在移动蜂窝电话的背面的数字麦克风，以这样的方式不面对用户的嘴。该布置使得补充麦克风能够捕获环境声音，该环境声音可能污染来自讲话者的嘴的声音信号并且可能妨碍对信号中的有声命令的检测。

在使用若干补充捕获部件的情况下，补充声音信号有利地与加权系数组合，以获得等效的补充声音信号，该等效的补充声音信号然后特别地从第一声音信号中被减去。

根据另一个方面，提供了一种包括诸如上述限定的电子设备的电子装置。

该电子装置优选地形成移动蜂窝电话。

附图说明

在查看对本发明的非限制性实施例和实现方式以及的具体描述以及附图时，本发明的其他优点和特征将变得显而易见，在附图中：

图1是包括根据本发明的实施例的电子设备的电子装置的框图；以及

图2是根据本发明的实施方式的用于控制图1中所示的电子设备的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了包括根据本发明的实施例的电子设备的电子装置的框图。

在所示的实施例中，电子装置1是移动蜂窝电话，包括能够连接到或包括天线1的收发器。

电子装置1包括电池2、第一一般电源电路3，该第一一般电源电路3耦合到电池2和装置1的电子元件，并且特别耦合到电子设备4。

电子设备4包括电子处理核5以及与核5分离的附属电子模块6。

核5包括在其输入处连接到一般电源电路3的第一电源电路7、具有第一定时频率的第一时钟8以及用于识别由第一时钟8的信号计时的多个有声命令并且由第一电源电路7供电的电路9。识别多个有声命令的电路9特别地包括麦克风，该麦克风被配置为识别多个不同的有声命令并且将这些命令递送到装置1的麦克风，以控制与命令相关的功能。

附属模块6包括在其输入处连接到一般电源电路3的第二电源电路10。第二电源电路10独立于核5的第一电源电路7。

附属模块6还包括第二时钟11，该第二时钟11独立于第一时钟8并且具有比核5的第一时钟8的第一定时频率低的第二定时频率。时钟的频率越低，该时钟消耗的能量就越少。事实上，第二时钟11并且因此附属模块6在操作时消耗比核5少的电能。

附属模块6还包括由第二电源电路10供电并且由第二时钟11计时的数字处理单元12。数字处理单元12包括固定在装置1的前面的第一数字麦克风13，以这样的方式面对用户的嘴并且接收用户的有声命令。数字处理单元12还包括固定在装置1的后面的第二数字麦克风14，以这样的方式不面对用户的嘴并且捕获环境噪声。

麦克风13和14还可以是模拟麦克风，每一个都在其输出处耦合到模拟到数字转换器。

数字处理单元12包括处理单元15，处理单元15能够接收由两个数字麦克风13和14中的每一个捕获的声音信号，并且尽可能多地递送不受环境噪声影响的经处理的声音信号。

在仅包括单个数字麦克风的数字处理单元12的情况下，由数字处理单元递送的经处理的信号与由单个数字麦克风捕获的声音信号相对应。

在所示实施例中，处理单元15被配置为递送来自由位于装置1的前面的第一数字麦克风13捕获的声音信号以及来自由位于装置1的后面的用于捕获环境噪声的第二数字麦克风14捕获的声音信号的经处理的声音信号，其环境噪声已经被减少或甚至被消除。特别是包括减法器的处理单元15由此递送被净化了环境噪声的经处理的声音信号，并且其中如果存在有声命令，则根本上保留用户的有声命令。

因此，数字处理单元12经由两个数字麦克风12和13来连续记录低频声音。数字处理单元12的处理单元15包括输入级，该输入级用于提取从数字麦克风13和14接收到的声音信号，以便于创建用于处理并且可能用于分析的声音信号的样本。

附属模块6还包括比较器16和处理单元17，例如微控制器，被配置为分析经处理的声音信号的内容。

比较器16的输入连接到数字处理单元12的输出，以便于接收经处理的声音信号，并且比较器16的输出连接到处理单元17的控制输入。比较器16将例如经处理的声音信号的声音水平与对应于以分贝为单位的声音水平的检测阈值作比较。

处理单元17具有待机状态，其中其时钟输入被阻塞，使得处理单元不再通过第二时钟的信号计时并且不进行操作。但是，处理单元17在其待机状态期间仍然保持由第二电源电路10供电。

当经处理的声音信号大于阈值时，比较器16将激活信号递送到处理单元17。激活信号命令处理单元17的时钟输入的解锁。因此，从处理单元17的待机的退出的特征在于恢复其通过第二时钟11的信号的计时。

在处理单元17的激活信号的同时，比较器还传送经处理的声音信号以用于由处理单元17分析。

作为变体，数字处理单元12可以同时向比较器16并且向处理单元17递送经处理的声音信号，比较器16则在经处理的声音信号的声音水平大于检测阈值时，递送处理单元17的激活信号。如果经处理的声音信号具有比阈值低的声音水平，则不递送激活信号，这导致处理单元不从其待机状态退出，并且处理单元17不分析经处理的声音信号。

在另一变体中，比较器16可以仅向包括在附属模块6中的本地互连电路递送激活信号，处理单元17和第二时钟11经由互连电路连接。

当处理单元17已经从其待机状态退出时，其分析接收到的经处理的声音信号。该分析包括搜索与例如用于唤醒装置1的关键词的声音信号相对应的参考图案。该搜索例如通常通过声音信号与参考图案的频率签名(signature)的频率比较来执行。

如果检测到参考图案，则处理单元17递送用于电子装置1并且特别是核5的重新激活的信号。

电子设备4包括互连电路18，使得其能够将附属模块6的处理单元17的输出连接到核5的处理单元9，以命令核5的激活。

图2示出了根据本发明的实现方式的用于控制图1中所示的电子设备4的方法的流程图。

在第一步骤100中，声音通过两个数字麦克风13和14连续捕获。

在下一步骤102中，提取所捕获的声音信号，以便获得恒定大小的连续样本。

然后，在步骤104中，执行声音信号的处理，以基于由第二数字麦克风14捕获的声音信号的样本以及由第一数字麦克风13捕获的声音信号的对应样本来减少环境噪声。因此，经处理的声音信号被净化了环境噪声，并且如果存在有声命令，则根本上包括用户的有声命令。

在下一步骤106中，然后将经处理的声音信号与阈值作比较，以用于处理单元17的激活。如果经处理的声音信号的声音水平低于激活阈值，则返回到初始步骤100以便分析下一样本。

另一方面，如果经处理的声音信号的声音水平高于激活阈值，则在步骤108中唤醒处理单元17。处理单元17的唤醒，即重新激活，是通过恢复由第二时钟11的信号对处理单元17的计时来执行的。

在下一步骤110中，处理单元17搜索经处理的声音信号中参考图案的存在。

如果在经处理的声音信号中没有检测到参考图案，则将处理单元17切换回其待机状态并且停止通过第二时钟11进行计时，并且返回到初始步骤100。

另一方面，如果在经处理的声音信号中检测到参考图案，则处理单元17在步骤114中递送用于核5的激活的信号。然后，激活核5以及识别电路。

该设备使得能够使被配置为接收有声命令的电子装置在接收到用于请求装置执行某些特定功能的有声命令之前唤醒该装置。因此，为了在待机时请求装置执行功能，在执行期望功能的有声命令之前给出独特的有声命令是足够的。这可以例如基于唤醒关键词和用于要执行的功能的请求短语来完成。

电子设备的架构还使得能够执行这些功能，同时通过允许减少在待机时的操作，但是认证有声唤醒命令的接收并且由此增加在两次再充电之间电子装置的服务寿命，来最小化装置的能量消耗。

Claims (23)

1.一种设备，包括：

具有待机状态的处理核；

附属模块，所述附属模块耦合到所述处理核并且与所述处理核分离；

其中所述处理核包括：

第一电源电路；

第一时钟；以及

声音识别电路，所述声音识别电路被配置为识别由所述第一时钟计时的多个有声命令；并且

其中，所述附属模块包括：

独立于所述第一电源电路的第二电源电路；

第二时钟，所述第二时钟独立于所述第一时钟并且具有比所述第一时钟的频率低的频率；

由所述第二时钟计时的数字处理单元，被配置为捕获第一声音信号并且递送经处理的声音信号；以及

处理单元，所述处理单元被配置为分析所述经处理的声音信号的内容，并且当所述经处理的声音信号的所述内容包括参考图案时，向所述处理核递送能够使所述处理核离开所述待机状态的激活信号。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理单元被配置为，当所述经处理的声音信号的参数大于阈值时，分析所述内容。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述处理单元具有待机状态，并且被配置为当所述经处理的声音信号的所述参数高于所述阈值时，退出其待机状态。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述附属模块包括本地互连电路，所述本地互连电路能够将所述处理单元耦合到所述第二时钟，以便于使所述处理单元离开其待机状态。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述数字处理单元包括用于捕获所述第一声音信号的部件。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述数字处理单元包括数字麦克风。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述数字处理单元进一步包括与所述数字麦克风分隔的第二数字麦克风，其中所述经处理的声音信号的所述内容是基于所述数字麦克风和所述第二数字麦克风接收到的声音信号来分析的。

8.一种方法，包括：

捕获声音信号；

处理所述声音信号；

将经处理的声音信号与用于激活的阈值作比较，以确定所述经处理的声音信号的信号水平超过所述阈值；

从待机状态唤醒处理单元；

使用所述处理单元来确定在所述经处理的声音信号中检测到参考图案；以及

从所述处理单元递送信号，以激活与所述处理单元分离的核。

9.根据权利要求8所述的方法，

其中所述声音信号包括跟随有功能请求的关键词；

其中所述参考图案与所述关键词相关；并且

其中所述方法进一步包括所述核执行由所述功能请求所指示的功能。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述处理单元从第一电源电路接收电力，并且其中所述核从独立于所述第一电源电路的第二电源电路接收电力。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述处理单元具有第一频率的第一时钟信号来计时，并且其中所述核由具有第二频率的第二时钟信号来计时，所述第二频率高于所述第一时钟频率。

12.根据权利要求11所述的方法，其中唤醒所述处理单元包括向所述处理单元提供第一时钟信号。

13.根据权利要求8所述的方法，其中捕获所述声音信号包括使用第一数字麦克风和第二数字麦克风连续捕获声音信号。

14.根据权利要求13所述的方法，其中处理所述声音信号包括：提取所捕获的声音以获得连续样本，并且处理所提取的声音信号以基于由所述第一数字麦克风捕获的所述声音信号的样本和由所述第二数字麦克风捕获的所述声音信号的对应样本来减少环境噪声。

15.一种方法，包括：

使用第一数字麦克风和第二数字麦克风连续捕获声音信号；

提取所捕获的声音信号，以获得恒定大小的连续样本；

处理所提取的声音信号，以基于由所述第一数字麦克风捕获的所述声音信号的样本和由所述第二数字麦克风捕获的所述声音信号的对应样本来减少环境噪声；

将经处理的声音信号与用于激活的阈值作比较，以确定所述经处理的声音信号的信号水平是否超过所述阈值；

如果所述信号水平没有超过所述阈值，则返回到连续捕获声音信号的步骤；

如果所述信号水平超过所述阈值，则从待机状态唤醒处理单元；

使用所述处理单元来确定在所述经处理的声音信号中是否检测到参考图案；

如果在所述经处理的声音信号中没有检测到所述参考图案，则将所述处理单元切换回待机状态；以及

如果在所述经处理的声音信号中检测到所述参考图案，则从所述处理单元递送信号以激活与所述处理单元分离的核。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述经处理的声音信号包括语音命令。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述语音命令包括跟随有用于被执行的功能的请求短语的关键词。

18.根据权利要求15所述的方法，其中唤醒所述处理单元包括向所述处理单元提供时钟信号，并且其中将所述处理单元切换回所述待机状态包括停止对所述处理单元提供时钟信号。

19.一种操作移动通信设备的方法，所述方法包括：

捕获包括关键词和功能请求的声音信号；

处理所捕获的声音信号以从所捕获的声音信号中移除噪声；

确定经处理的声音信号的信号水平超过阈值；

响应于确定了所述经处理的声音信号的信号水平超过所述阈值而从待机状态唤醒处理单元，其中所述处理单元从第一电源电路接收电力；

使用所述处理单元来确定所述关键词存在于所述经处理的声音信号中；

响应于确定了所述关键词存在于所述经处理的声音信号中而激活核，其中所述核从独立于所述第一电源电路的第二电源电路接收电力；以及

使用所述核来基于所述功能请求执行功能。

20.根据权利要求19所述的方法，其中捕获所述声音信号包括使用第一数字麦克风和第二数字麦克风来连续捕获声音信号。

21.根据权利要求20所述的方法，其中处理所述声音信号包括提取所捕获的声音信号，并且处理所提取的声音信号，以基于由所述第一数字麦克风捕获的所述声音信号的样本和由所述第二数字麦克风捕获的所述声音信号的对应样本来减少环境噪声。

22.根据权利要求19所述的方法，其中所述处理单元从第一电源电路接收电力，并且其中所述核从独立于所述第一电源电路的第二电源电路接收电力。

23.根据权利要求19所述的方法，其中所述处理单元由具有第一频率的第一时钟信号来计时，并且其中所述核由具有第二频率的第二时钟信号来计时，所述第二频率高于所述第一频率。