CN106714058A - Mems麦克风及基于mems麦克风的移动终端唤醒方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种声音信号处理技术领域，尤其涉及一种MEMS麦克风及基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法。采集单元采集当前所处环境的声音信号，形成采集信号输出；功率控制单元接收采集信号，于采集信号匹配阈值信号时，输出激活控制信号；信号处理单元于激活控制信号作用下激活信号处理单元，并对采集信号做信号处理。在采集信号不匹配阈值信号的状态下，功率控制单元不输出激活控制信号，即信号处理单元处于休眠状态下。当移动终端处于休眠模式下，仅仅只有采集单元和功率控制单元处于正常运行状态，信号处理单元则根据采集信号的不同可选择地工作于正常状态下，大大降低了信号处理单元的功率消耗，同时也可避免移动终端被误唤醒。

Description

MEMS麦克风及基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法

技术领域

本发明涉及一种声音信号处理技术领域，尤其涉及一种MEMS麦克风及基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法。

背景技术

随着科学技术的发展，现有的智能移动终端，即使在休眠状态下也可检测到用户的声音信号，并根据声音信号进行相应的操作，此种功能即为语音唤醒功能，语音唤醒功能极大的方便了用户的使用体验，但是现有的语音功能存在如下弊端，1、功耗较大，语音唤醒功能通常借助于采集单元、放大驱动单元、信号处理单元得以实现，采集单元对语音信号进行采集，放大驱动单元放大语音信号，信号处理单元对语音信号进行处理，判断语音信号是否匹配激活条件，而将移动终端放置于任何环境中，采集单元都必然会采集到语音信号(包括噪音信号)，接着放大驱动单元、信号处理单元均处于工作状态，其功耗相当大；2、唤醒准确率较低，当移动终端处于嘈杂环境中，其噪音信号的幅度较大，容易使得信号处理单元发生误操作，进而将移动终端唤醒。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种功耗低、且唤醒准确率高的MEMS麦克风及基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法。

本发明的技术目的通过以下技术手段实现：

一种MEMS麦克风，其中：包括，

采集单元，用以采集当前所处环境的声音信号，并形成一采集信号输出；

功率控制单元，用以接收所述采集信号，于所述采集信号匹配一阈值信号时，输出一激活控制信号；

信号处理单元，于所述激活控制信号作用下激活信号处理单元，并对所述采集信号做信号处理。

优选地，上述的MEMS麦克风，其中：所述阈值信号包括幅度阈值信号和频率阈值信号。

优选地，上述的MEMS麦克风，其中：所述功率控制单元包括，

第一判断单元，预制有所述幅度阈值信号，所述第一检测单元接收所述采集信号；判断所述采集信号是否匹配所述幅度阈值信号；

第二判断单元，预制有所述频率阈值信号，用以于所述采集信号匹配所述幅度阈值信号的状态下接受所述采集信号，并于所述采集信号匹配所述频率阈值信号的状态下输出所述激活控制信号。

优选地，上述的MEMS麦克风，其中：还包括

一时钟发生器，用以输出时钟信号，

一计数单元，用于累加计算单位时间内所述采集信号过零点的频率，并形成所述采集信号的频率输出至所述第二判断单元。

优选地，上述的MEMS麦克风，其中：还包括

第一放大驱动单元，用以接收所述采集信号，并做所述采集信号做放大处理后输出至所述功率控制单元。

一种基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法，其特征在于：包括，

步骤1、控制采集单元采集当前所处环境的声音信号，并形成一采集信号输出；

步骤2、功率控制单元接收所述采集信号，于所述采集信号匹配一阈值信号时，输出一激活控制信号；

步骤3、控制信号处理单元于所述激活控制信号作用下激活信号处理单元以唤醒所述移动终端。

优选地，上述基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法，其中：于所述步骤2中，进一步包括：

步骤21、控制一第一判断单元接收所述采集信号；判断所述采集信号是否匹配一幅度阈值信号；

步骤22、与所述采集信号匹配所述幅度阈值信号状态下；控制一第二判断单元判断所述采集信号是否匹配一频率阈值信号，并于所述采集信号匹配所述频率阈值信号的状态下输出所述激活控制信号。

优选地，上述基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法，其中：于所述步骤21中，进一步包括：

步骤210、于所述采集信号不匹配所述幅度阈值信号，执行步骤1；

步骤211、于所述采集信号匹配所述幅度阈值信号，执行步骤22。

与现有技术相比，本发明的优点是：

采集单元采集当前所处环境的声音信号，并形成一采集信号输出；功率控制单元接收所述采集信号，于所述采集信号匹配一阈值信号时，输出一激活控制信号；信号处理单元于所述激活控制信号作用下激活信号处理单元，并对所述采集信号做信号处理。在采集信号不匹配阈值信号的状态下，功率控制单元不输出激活控制信号，即信号处理单元处于休眠状态下。此种方式下，当移动终端处于休眠模式下，仅仅只有采集单元和功率控制单元处于正常运行状态，信号处理单元则根据采集信号的不同可选择地工作于正常状态下，大大降低了信号处理单元的功率消耗，同时也可避免移动终端被误唤醒。

附图说明

图1为本发明中MEMS麦克风的结构示意图；

图2为本发明中基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1所示，一种MEMS麦克风，其中：包括，

采集单元，用以采集当前所处环境的声音信号，并形成一采集信号输出；

功率控制单元，用以接收所述采集信号，于所述采集信号匹配一阈值信号时，输出一激活控制信号；该激活控制信号可为一开关或电压信号，即在移动终端处于休眠模式下，采集单元持续工作，其余工作单元(例如信号处理单元)均处于休眠模式(没有电压输入)，但采集信号符合唤醒条件时，功率控制单元输出一匹配其余工作单元(例如信号处理单元)电压信号或者功率控制单元接通电源与其余工作单元之间的电连接，其余工作单元则有休眠模式转变工作模式。此处的激活控制信号仅仅激活信号处理单元，并非激活整个移动终端。

信号处理单元，于所述激活控制信号作用下激活信号处理单元，并对所述采集信号做信号处理。

上述的MEMS麦克风的工作原理是：

采集单元采集当前所处环境的声音信号，并形成一采集信号输出；功率控制单元接收所述采集信号，于所述采集信号匹配一阈值信号时，输出一激活控制信号；信号处理单元于所述激活控制信号作用下激活信号处理单元，并对所述采集信号做信号处理。在采集信号不匹配阈值信号的状态下，功率控制单元不输出激活控制信号，即信号处理单元处于休眠状态下。采用分段上电的模式，当移动终端处于休眠模式下，仅仅只有采集单元和功率控制单元处于正常运行状态，信号处理单元则根据采集信号的不同可选择地工作于正常状态下，大大降低了信号处理单元的功率消耗，同时也可避免移动终端被误唤醒。

作为进一步优选实施方案，上述的MEMS麦克风，其中：所述阈值信号包括幅度阈值信号和频率阈值信号。

作为进一步优选实施方案，上述的MEMS麦克风，其中：所述功率控制单元包括，

第一判断单元，预制有所述幅度阈值信号，所述第一检测单元接收所述采集信号；判断所述采集信号是否匹配所述幅度阈值信号；

第二判断单元，预制有所述频率阈值信号，用以于所述采集信号匹配所述幅度阈值信号的状态下接受所述采集信号，并于所述采集信号匹配所述频率阈值信号的状态下输出所述激活控制信号。

进一步采用分段上电的工作方法，第一判断单元首先判断采集信号是否匹配所述幅度阈值信号，于采集信号匹配所述幅度阈值信号的状态下，第二判断单元从休眠模式转为工作模式(即上电)，否则第二判断单元依然处于断电的状态，进一步降了功率控制单元的功耗。另外待所述采集信号匹配所述频率阈值信号的状态下，移动终端才会被唤醒(即上电)，换言之，只有在采集信号同时匹配幅度阈值信号和频率阈值信号的状态下才能被唤醒。例如在嘈杂的环境中，其噪音信号的幅度很大，第二判断单元由被上电的可能，但是噪音信号的频率不能满足频率阈值信号，此时移动终端继续处于休眠模式。

作为进一步优选实施方案，上述的MEMS麦克风，其中：还包括

一时钟发生器，用以输出时钟信号，

一计数单元，用于累加计算单位时间内所述采集信号过零点的频率，并形成所述采集信号的频率输出至所述第二判断单元。

本申请为了进一步降低功耗，对采集信号的频率测量采用“数过零点”的方法，即计算采集信号单位时间内过零点的频率(数量)，如采集信号单位时间内过零点的频率低于频率阈值信号，则移动终端继续处于休眠模式。继续以噪音信号为例，噪音信号其幅度一直保持一个相对稳定的状态，噪音信号的过零点的频率较低，进而无法匹配频率阈值信号。

作为进一步优选实施方案，上述的MEMS麦克风，其中：还包括

第一放大驱动单元，用以接收所述采集信号，并做所述采集信号做放大处理后输出至所述功率控制单元。通常信号处理系统中，驱动单元均包含第一放大驱动单元和第二放大驱动单元，本申请中，采用第一放大驱动单元输出信号作为比较基础，而第二放大驱动单元则受功率控制单元控制，经第二放大驱动单元放大处理的信号输出至信号处理单元，进一步降低了放大驱动单元的功耗。

如图2所示，本发明同时提供一种基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法，其特征在于：包括，

步骤1、控制采集单元采集当前所处环境的声音信号，并形成一采集信号输出；

步骤2、功率控制单元接收所述采集信号，于所述采集信号匹配一阈值信号时，输出一激活控制信号；

步骤3、控制信号处理单元于所述激活控制信号作用下激活信号处理单元以唤醒所述移动终端。

作为进一步优选实施方案，上述基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法，其中：于所述步骤2中，进一步包括：

步骤21、控制一第一判断单元接收所述采集信号；判断所述采集信号是否匹配一幅度阈值信号；

步骤22、与所述采集信号匹配所述幅度阈值信号状态下；控制一第二判断单元判断所述采集信号是否匹配一频率阈值信号，并于所述采集信号匹配所述频率阈值信号的状态下输出所述激活控制信号。

作为进一步优选实施方案，上述基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法，其中：于所述步骤21中，进一步包括：

步骤210、于所述采集信号不匹配所述幅度阈值信号，执行步骤1；

步骤211、于所述采集信号匹配所述幅度阈值信号，执行步骤22。

上述基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法，其工作原理与本发明提供的一种MEMS麦克风相似，此处不在赘述。

以上上述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种MEMS麦克风，其特征在于：包括，

采集单元，用以采集当前所处环境的声音信号，并形成一采集信号输出；

功率控制单元，用以接收所述采集信号，于所述采集信号匹配一阈值信号时，输出一激活控制信号；

信号处理单元，于所述激活控制信号作用下激活信号处理单元，并对所述采集信号做信号处理。

2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述阈值信号包括幅度阈值信号和频率阈值信号。

3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述功率控制单元包括，

第一判断单元，预制有所述幅度阈值信号，所述第一检测单元接收所述采集信号；判断所述采集信号是否匹配所述幅度阈值信号；

第二判断单元，预制有所述频率阈值信号，用以于所述采集信号匹配所述幅度阈值信号的状态下接受所述采集信号，并于所述采集信号匹配所述频率阈值信号的状态下输出所述激活控制信号。

4.根据权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于：还包括

一时钟发生器，用以输出时钟信号，

一计数单元，用于累加计算单位时间内所述采集信号过零点的频率，并形成所述采集信号的频率输出至所述第二判断单元。

5.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：还包括

第一放大驱动单元，用以接收所述采集信号，并做所述采集信号做放大处理后输出至所述功率控制单元。

6.一种基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法，其特征在于：包括，

步骤1、控制采集单元采集当前所处环境的声音信号，并形成一采集信号输出；

步骤2、功率控制单元接收所述采集信号，于所述采集信号匹配一阈值信号时，输出一激活控制信号；

步骤3、控制信号处理单元于所述激活控制信号作用下激活信号处理单元以唤醒所述移动终端。

7.根据权利要求6所述基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法，其特征在于：于所述步骤2中，进一步包括：

步骤21、控制一第一判断单元接收所述采集信号；判断所述采集信号是否匹配一幅度阈值信号；

步骤22、与所述采集信号匹配所述幅度阈值信号状态下；控制一第二判断单元判断所述采集信号是否匹配一频率阈值信号，并于所述采集信号匹配所述频率阈值信号的状态下输出所述激活控制信号。

8.根据权利要求7所述基于MEMS麦克风的移动终端唤醒方法，其特征在于：于所述步骤21中，进一步包括：

步骤210、于所述采集信号不匹配所述幅度阈值信号，执行步骤1；

步骤211、于所述采集信号匹配所述幅度阈值信号，执行步骤22。