CN108447485A - 便携式电子设备及便携式电子设备的声控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种便携式电子设备，包括录音模块、拾音模块及控制模块。录音模块用于录入用户的声控语音信号。拾音模块用于对声控语音信号进行处理，以提取声控语音信号的声控语音特征值。控制模块用于在判断出声控语音特征值与预先存储的某个原始语音特征值相符时，获取所述原始语音特征值对应的控制信号，并根据所述控制信号进行相应操作。上述便携式电子设备能用声音控制来替代人手操作。本发明还提供一种便携式电子设备的声控方法。

Description

便携式电子设备及便携式电子设备的声控方法
【技术领域】
本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种便携式电子设备及便携式电子设备的声控方法。
【背景技术】
目前，手机已经成为人们生活中一种不可或缺的通讯工具。然而，手机在使用时离不开人手的操作。当用户的手因受伤、残疾或被其它事情占用，而不方便操作手机时，手机会因接收不到人手输入的信号而无法运行用户想要的功能。
鉴于此，实有必要提供一种便携式电子设备及便携式电子设备的声控方法以克服以上缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种能用声音控制来替代人手操作的便携式电子设备。
为了实现上述目的，本发明提供一种便携式电子设备，所述便携式电子设备包括录音模块、拾音模块及控制模块；所述录音模块用于录入用户的声控语音信号；所述拾音模块用于对所述声控语音信号进行处理，以提取所述声控语音信号的声控语音特征值；所述控制模块用于在判断出所述声控语音特征值与预先存储的某个原始语音特征值相符时，获取所述原始语音特征值对应的控制信号，并根据所述控制信号进行相应操作。
本发明的目的是还提供一种能用声音控制来替代人手操作的便携式电子设备的声控方法。
为了实现上述目的，本发明还提供一种便携式电子设备的声控方法，所述便携式电子设备的声控方法包括如下步骤：
录入用户的声控语音信号；
对所述声控语音信号进行处理，以提取所述声控语音信号的声控语音特征值；
判断所述声控语音特征值是否与预先存储的某个原始语音特征值相符；
当所述声控语音特征值与预先存储的某个原始语音特征值相符时，获取所述原始语音特征值对应的控制信号；以及
根据所述控制信号进行相应操作。
相比于现有技术，本发明便携式电子设备及便携式电子设备的声控方法，通过录音模块录入用户的声控语音信号，并通过拾音模块提取所述声控语音信号的声控语音特征值，还通过控制模块在判断出所述声控语音特征值与预先存储的某个原始语音特征值相符时，获取所述原始语音特征值对应的控制信号，并根据所述控制信号进行相应操作，从而使便携式电子设备能够根据接收到的声控语音执行相应的操作，不需要用户进行手动操作，进而提高了便携式电子设备的使用便捷性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文例举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一个实施例中提供的便携式电子设备的原理框图；
图2为图1中的录音模块、拾音模块及控制模块的原理框图；
图3为一个实施例中提供的多个麦克风设置在便携式电子设备的多个侧面上的示意图；
图4为图1中的录音模块、拾音模块、存储模块及控制模块的电路图；
图5为一个实施例中提供的便携式电子设备的应用环境图；
图6为一个实施例中提供的便携式电子设备的电路图；
图7为一个实施例中提供的便携式电子设备的声控方法的流程图；
图8为图7中步骤S1的子流程图；
图9为图7中步骤S3的子流程图；
图10为图7中步骤S6的子流程图。
【具体实施方式】
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，本领域普通技术人士在没有做出创造性劳动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，在本发明的描述中，当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人士通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1，图1为一个实施例中提供的便携式电子设备100的原理框图。便携式电子设备100包括录音模块20、拾音模块30及控制模块60。拾音模块30与录音模块20及控制模块60相连。
可以理解，便携式电子设备100可以是，但不限于，手机、平板电脑、笔记本电脑、穿戴式智能设备等。穿戴式智能设备可以是，但不限于，智能手表及智能眼镜等。
请一并参阅图2及图3，录音模块20用于录入用户的多个原始语音信号及声控语音信号。在一个实施例中，录音模块20包括多个设置在便携式电子设备100多个侧面10上的麦克风26，以使用户在各个方位上发出的声音都能被录音模块20录入，且录入的声音更加完整、清晰且准确。
具体地，如图3所示，当便携式电子设备100大致呈长方体形时，便携式电子设备100的上、下、前、后、左、右六个侧面10上均可以设置至少一个麦克风26，以使用户在上、下、前、后、左、右六个方位上发出的声音都能被完整、清晰且准确地录入。
可以理解，当某些侧面10的面积较大时，可以在面积较大的侧面10上适当地增加麦克风26的数量，以使录入的声音更加完整、清晰且准确。
可以理解，在其它实施方式中，便携式电子设备100的可以是其它形状，如大致呈手表状或眼镜状等。
请一并参阅图2及图4，拾音模块30与多个麦克风26相连，以接收每个麦克风26录入的原始语音信号或声控语音信号。拾音模块30用于对每个原始语音信号及声控语音信号进行处理，以提取每个原始语音信号的原始语音特征值及声控语音信号的声控语音特征值。在一个实施例中，每个原始语音特征值包括每个原始语音信号的波峰数量及每个原始语音信号中各波峰所在的频段；声控语音特征值包括声控语音信号的波峰数量及声控语音信号中各波峰所在的频段。
在一个实施例中，如图2所示，拾音模块30包括去噪单元32、提取单元36及转换单元38。提取单元36通过去噪单元32与录音模块20相连，并通过转换单元38与控制模块60相连。去噪单元32用于去除接收到的声控语音信号中的噪音。提取单元36用于提取所述声控语音信号的声控语音特征值，以生成对应的模拟信号。转换单元38用于将接收到的模拟信号转换成数字信号，并将数字信号输出给控制模块60。
请再次参阅图1及图4，便携式电子设备100还包括存储模块50。存储模块50用于存储多个原始语音信号分别对应的原始语音特征值，每个原始语音特征值与对应的控制信号的关联关系，每个控制信号的类型为内部控制信号或外部控制信号，每个内部控制信号与便携式电子设备100内部相应的应用程序的对应关系，以及每个外部控制信号与相应的电器设备200的对应关系。
控制模块60用于判断声控语音特征值是否与存储模块50预先存储的某个原始语音特征值相符。可以理解，控制模块60可以通过对比声控语音信号的波峰数量是否与某个原始语音信号的波峰数量相同，且声控语音信号中各波峰所在的频段是否与该原始语音信号中各波峰所在的频段有6成以上相同，来判断声控语音特征值是否与存储模块50预先存储的某个原始语音特征值相符。
控制模块60还用于在判断出声控语音特征值与预先存储的某个原始语音特征值相符时，获取所述原始语音特征值对应的控制信号，并根据所述控制信号进行相应操作。
具体地，控制模块60在判断出声控语音特征值与预先存储的某个原始语音特征值相符时，根据预先存储的控制信号的类型信息判断所述控制信号是否属于内部控制信号。当所述控制信号属于内部控制信号时，控制模块60根据预先存储的内部控制信号与便携式电子设备100内部对应的应用程序的对应关系，获取该控制信号对应的应用程序，并根据控制信号控制对应的应用程序进行相应的操作。当所述控制信号属于外部控制信号时，控制模块60根据外部控制信号与相应的电器设备200的对应关系，获取该控制信号对应的电器设备，并将所述控制信号发送给相应的电器设备，以控制相应的电器设备执行相应的操作。
可以理解，便携式电子设备100内部的应用程序包括聊天软件、订餐软件、订票软件、购物软件等。控制模块60根据所述控制信号控制便携式电子设备100内部对应的应用程序进行的操作包括接听电话、回复信息、通过指定的订餐软件订餐、通过指定的订票软件定票、通过指定的购物软件购物等。
请一并参阅图1、图5及图6，便携式电子设备100还包括与多个电器设备200进行通讯的无线通讯模块80。控制模块60还用于在所述控制信号属于外部控制信号时，将所述控制信号通过无线通讯模块80发送给相应的电器设备200，以控制相应的电器设备200执行相应的操作。
可以理解，无线通讯模块80包括5G、4G、3G、WLAN、UWB、蓝牙、红外线等无线传输技术中的一种或多种。
可以理解，电器设备200可以是空调、摄像机、电视机、电风扇、DVD(DigitalVersatile Disc，数字通用光盘)播放机、电子门等。控制相应的电器设备200执行的操作包括控制空调的开关、工作模式及档位高低；控制摄像机开始或停止摄像；控制电视机的开关及调台；控制电风扇的开关及档位；控制DVD播放机的开关；控制电子门的开关等。
可以理解，存储模块50包括便携式电子设备100的内存及/或外存，如U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、SM卡(Smart Media Card，智能媒体卡)、SD卡(SecureDigital Card，安全数字卡)、CF卡(Compact Flash Card，标准闪存卡)、MMC卡(MultiMedia Card，多媒体卡)、MS(Memory Stick，记忆棒)、XD卡(Extreme Digital Card，极限数字卡)等。
在一个实施例中，控制模块60包括处理器66。处理器66为具有数据处理能力的集成电路芯片。处理器66可以实现或者执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。处理器66包括CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、AP(ApplicationProcessor，应用处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)、DSP(Digital SignalProcessor，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、MCU(MicroControl Unit，微控制单元)及单片机中的一种或多种。
可以理解，存储模块50可用于存储计算机程序及数据。处理器66通过运行或执行存储在存储模块50中的计算机程序，以及调用存储在存储模块50中的数据，实现便携式电子设备100的各种功能。
可以理解，如图6所示，便携式电子设备100还可以包括其它功能模块(如音频功放模块90、输入输出模块、网络接入模块等)及其它电子元件(如扬声器96、触控屏等)。可以理解，电子设备100所包括的各个模块可以采用硬件、软件或硬件与软件的组合实现。
下面将对本发明便携式电子设备100的工作原理进行说明。
当用户因某些原因(如因手部受伤或残疾等原因)不方便用手指去操控便携式电子设备100时，可以开启便携式电子设备100的声控功能。便携式电子设备100的声控功能开启后，用户只需要通过语音发送命令给便携式电子设备100，便携式电子设备100就会执行相应的操作。
例如，当用户想通过便携式电子设备100中的A订餐软件订B餐厅的C套餐时，用户只需对着便携式电子设备100说出：“在A订餐软件中订B餐厅的C套餐”的声控语音。录音模块20录入上述声控语音信号。拾音模块30对上述声控语音信号进行处理，以提取上述声控语音信号的声控语音特征值。控制模块60在判断出上述声控语音特征值与预先存储的某个原始语音特征值相符时，获取所述原始语音特征值对应的控制信号。控制模块60还在根据预先存储的控制信号的类型信息判断出所述控制信号属于内部控制信号时，根据所述控制信号打开A订餐软件，并在A订餐软件中订购B餐厅的C套餐。由此可知，便携式电子设备100能够根据接收到的声控语音执行相应的操作，不需要用户进行手动操作，从而方便了用户的使用，提高了电子设备的使用便捷性。
请参阅图7，图7为一个实施例中提供的便携式电子设备的声控方法的流程图。根据不同的需求，图7所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。
步骤S1，存储多个原始语音信号分别对应的原始语音特征值以及每个原始语音特征值与对应的控制信号的关联关系。
具体地，每个原始语音的特征值包括每个原始语音信号的波峰数量及每个原始语音信号中各波峰所在的频段。
步骤S2，录入用户的声控语音信号。
步骤S3，对声控语音信号进行处理，以提取声控语音信号的声控语音特征值。
具体地，声控语音特征值包括声控语音信号的波峰数量及声控语音信号中各波峰所在的频段。
步骤S4，判断声控语音特征值是否与预先存储的某个原始语音特征值相符。当声控语音特征值与预先存储的某个原始语音特征值相符时，执行步骤S5。当声控语音特征值是否与预先存储的任何一个原始语音特征值都不符时，执行步骤S2。
具体地，可以通过对比声控语音信号的波峰数量是否与某个原始语音信号的波峰数量相同，且声控语音信号中各波峰所在的频段是否与该原始语音信号中各波峰所在的频段有6成以上相同，来判断声控语音特征值是否与预先存储的某个原始语音特征值相符。
步骤S5，获取所述原始语音特征值对应的控制信号。
步骤S6，根据所述控制信号进行相应操作。
请参阅图8，图8为一实施例中提供的步骤S1的子流程图。根据不同的需求，图8所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。
步骤S11，录入用户的原始语音信号。
步骤S12，对原始语音信号进行处理，以提取原始语音信号的原始语音特征值。
步骤S13，存储原始语音特征值，原始语音特征值与对应的控制信号的关联关系，所述控制信号的类型为内部控制信号或外部控制信号，所述内部控制信号与便携式电子设备内部相应的应用程序的对应关系，或所述外部控制信号与相应的电器设备的对应关系。
步骤S14，判断是否需要继续录入用户的原始语音。当需要继续录入用户的原始语音时，执行步骤S11。当不需要继续录入用户的原始语音时，流程结束。
请参阅图9，图9为一个实施例中提供的步骤S3的子流程图。根据不同的需求，图9所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。
步骤S31，去除所述声控语音信号中的噪音。
步骤S32，提取所述声控语音信号的声控语音特征值，以生成对应的模拟信号。
步骤S33，将所述模拟信号转换成数字信号。
请参阅图10，图10为一个实施例中提供的步骤S6的子流程图。根据不同的需求，图10所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。
步骤S61，根据预先存储的控制信号的类型信息判断所述控制信号是否属于内部控制信号。当所述控制信号属于内部控制信号时，执行步骤S62。当所述控制信号属于外部控制信号时，执行步骤S63。
步骤S62，根据所述控制信号控制便携式电子设备100内部对应的应用程序进行相应的操作。
可以理解，便携式电子设备100内部的应用程序包括聊天软件、订餐软件、订票软件、购物软件等。控制便携式电子设备100内部对应的应用程序进行的操作包括接听电话、回复信息、通过指定的订餐软件订餐、通过指定的订票软件定票、通过指定的购物软件购物等。
步骤S63，将所述控制信号发送给相应的电器设备200，以控制相应的电器设备200执行相应的操作。
可以理解，电器设备200可以是空调、摄像机、电视机、电风扇、DVD(DigitalVersatile Disc，数字通用光盘)播放机、电子门等。控制相应的电器设备200执行的操作包括控制空调的开关、工作模式及档位高低；控制摄像机开始或停止摄像；控制电视机的开关及调台；控制电风扇的开关及档位；控制DVD播放机的开关；控制电子门的开关等。
本发明便携式电子设备100及便携式电子设备的声控方法，通过录音模块20录入用户的声控语音信号，并通过拾音模块30提取所述声控语音信号的声控语音特征值，还通过控制模块60在判断出所述声控语音特征值与预先存储的某个原始语音特征值相符时，获取所述原始语音特征值对应的控制信号，并根据所述控制信号进行相应操作，从而使便携式电子设备100能够根据接收到的声控语音执行相应的操作，不需要用户进行手动操作，进而提高了便携式电子设备100的使用便捷性。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种便携式电子设备，其特征在于，包括：
录音模块，用于录入用户的声控语音信号；
拾音模块，用于对所述声控语音信号进行处理，以提取所述声控语音信号的声控语音特征值；以及
控制模块，用于在判断出所述声控语音特征值与预先存储的某个原始语音特征值相符时，获取所述原始语音特征值对应的控制信号，并根据所述控制信号进行相应操作。
2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，所述控制模块还用于在根据预先存储的控制信号的类型信息判断出所述控制信号属于内部控制信号时，根据所述控制信号控制所述便携式电子设备内部对应的应用程序进行相应的操作。
3.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，所述便携式电子设备还包括与多个电器设备进行通讯的无线通讯模块，所述控制模块还用于在根据预先存储的控制信号的类型信息判断出所述控制信号属于外部控制信号时，将所述控制信号通过所述无线通讯模块发送给相应的电器设备，以控制相应的电器设备执行相应的操作。
4.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，所述便携式电子设备还包括存储模块，所述存储模块用于存储多个原始语音信号分别对应的原始语音特征值，每个原始语音特征值与对应的控制信号的关联关系，每个控制信号的类型为内部控制信号或外部控制信号，每个内部控制信号与所述便携式电子设备内部相应的应用程序的对应关系，以及每个外部控制信号与相应的电器设备的对应关系。
5.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，所述录音模块包括多个设置在所述便携式电子设备多个侧面上的麦克风。
6.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，所述拾音模块包括去噪单元、提取单元及转换单元；所述提取单元通过所述去噪单元与所述录音模块相连，并通过所述转换单元与所述控制模块相连；所述去噪单元用于去除所述声控语音信号中的噪音；所述提取单元用于提取所述声控语音信号的声控语音特征值，以生成对应的模拟信号；所述转换单元用于将所述模拟信号转换成数字信号，并将所述数字信号输出给所述控制模块。
7.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，所述录音模块还用于录入用户的原始语音信号；所述拾音模块还用于对每个原始语音信号进行处理，以提取每个原始语音信号的原始语音特征值。
8.一种便携式电子设备的声控方法，其特征在于，所述便携式电子设备的声控方法包括如下步骤：
录入用户的声控语音信号；
对所述声控语音信号进行处理，以提取所述声控语音信号的声控语音特征值；
判断所述声控语音特征值是否与预先存储的某个原始语音特征值相符；
当所述声控语音特征值与预先存储的某个原始语音特征值相符时，获取所述原始语音特征值对应的控制信号；以及
根据所述控制信号进行相应操作。
9.根据权利要求8所述的便携式电子设备的声控方法，其特征在于，所述根据所述控制信号进行相应操作包括如下步骤：
根据预先存储的控制信号的类型信息判断所述控制信号是否属于内部控制信号；
当所述控制信号属于内部控制信号时，根据所述控制信号控制所述便携式电子设备内部对应的应用程序进行相应的操作；以及
当所述控制信号属于外部控制信号时，将所述控制信号发送给相应的电器设备，以控制相应的电器设备执行相应的操作。
10.根据权利要求8所述的便携式电子设备的声控方法，其特征在于，所述对所述声控语音信号进行处理，以提取所述声控语音信号的声控语音特征值包括如下步骤：
去除所述声控语音信号中的噪音；
提取所述声控语音信号的声控语音特征值，以生成对应的模拟信号；以及
将所述模拟信号转换成数字信号。
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