CN109040905A - 一种低功耗音箱及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种低功耗音箱及其工作方法。其中，低功耗音箱包括：麦克风和音频处理器；麦克风包括拾音器、工作模式端、唤醒中断状态输出端和声音信号输出端，麦克风用于在监听模式下，若周围声压高于预设声压阈值，则控制唤醒中断状态输出端输出中断信号；音频处理器包括唤醒状态输入端、模拟信号输入端和模式选择输出端，唤醒状态输入端与唤醒中断状态输出端电连接，模拟信号输入端与声音信号输出端电连接，模式选择输出端与工作模式端电连接，音频处理器用于若唤醒状态输入端输入中断信号，则由休眠状态切换为唤醒状态。既可以使音箱满足实时监听的功能，又可满足音箱低功耗的需求，延长音箱续航时间。

Description

一种低功耗音箱及其工作方法

技术领域

本发明实施例涉及音箱技术领域，特别是涉及一种低功耗音箱及其工作方法。

背景技术

随着人机交互的快速发展，具有实时监听功能的智能音箱也越来越受到重视。

发明人在具体实施过程中，发现现有技术中存在若想完成语音输入的实时监听，必须要求主CPU处于实时工作的状态，不能进入低功耗或者休眠模式，即使外界无语音输入仍要一直工作，这样才能够保证语音输入的不遗漏和快速响应，但音箱的整机功耗较高，电池续航时间较短的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种低功耗音箱及其工作方法，主要目的在于实现低功耗且实时监听外界语音输入的功能。

为了解决上述问题，本发明实施例主要提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种低功耗音箱，所述低功耗音箱包括：麦克风和音频处理器；

所述麦克风包括拾音器、工作模式端、唤醒中断状态输出端和声音信号输出端，所述麦克风用于在监听模式下，若周围声压高于预设声压阈值，则控制唤醒中断状态输出端输出中断信号；

所述音频处理器包括唤醒状态输入端、模拟信号输入端和模式选择输出端，所述唤醒状态输入端与所述唤醒中断状态输出端电连接，所述模拟信号输入端与所述声音信号输出端电连接，所述模式选择输出端与所述工作模式端电连接，所述音频处理器用于若唤醒状态输入端输入中断信号，则由休眠状态切换为唤醒状态。

可选的，所述音频处理器用于由休眠状态切换为唤醒状态时，通过所述模式选择输出端输出第一控制信号，控制所述麦克风工作于拾音模式。

可选的，所述音频处理器用于模拟信号输入端输入的信号不满足预设条件时，则由唤醒状态切换为休眠状态，并通过所述模式选择输出端输出第二控制信号，控制所述麦克风工作于监听模式。

可选的，所述麦克风还包括第一阈值设定端和第二阈值设定端，所述第一阈值设定端和所述第二阈值设定端之间短接电阻，所述预设声压阈值与所述电阻的阻值关联。

可选的，所述预设声压阈值与所述电阻的关系为：P＝0.17R+61.7，其中P为所述预设声压阈值，R为所述电阻的阻值。

可选的，所述电阻的阻值取值范围为18K欧姆至90K欧姆。

第二方面，本发明实施例还提供了一种低功耗音箱的工作方法，所述低功耗音箱包括：麦克风和音频处理器；所述麦克风包括拾音器、工作模式端、唤醒中断状态输出端和声音信号输出端；所述音频处理器包括唤醒状态输入端、模拟信号输入端和模式选择输出端，所述唤醒状态输入端与所述唤醒中断状态输出端电连接，所述模拟信号输入端与所述声音信号输出端电连接，所述模式选择输出端与所述工作模式端电连接；

所述低功耗音箱的工作方法包括：

所述麦克风监测到周围声压高于预设声压阈值，控制所述唤醒中断状态输出端输出中断信号；

所述音频处理器接收到所述唤醒状态输入端输入中断信号时，由休眠状态进入唤醒状态。

可选的，所述音频处理器进入唤醒状态时还包括，

所述音频处理器通过所述模式选择输出端输出第一控制信号，控制所述麦克风工作于拾音模式；

所述音频处理器控制所述麦克风进入拾音模式之后，还包括，

若所述音频处理器的模拟信号输入端接收到的声音信号不满足预设条件，所述音频处理器通过所述模式选择输出端输出第二控制信号，控制所述麦克风工作于监听模式。

可选的，所述预设条件包括：所述声音信号转换的词汇为预设处理词汇。

可选的，所述音频处理器通过所述模式选择输出端输出第一控制信号，控制所述麦克风进入拾音模式之后，还包括，

所述音频处理器对模拟信号输入端输入的声音信号进行语义分析处理。

借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：：

本发明实施例提供的由麦克风和音频处理器组成的低功耗音箱，当周围声压不高于预设声压阈值时，麦克风工作于监听模式，而音频处理器工作于休眠状态，满足音箱低功耗的需求；当周围声压高于预设声压阈值时，麦克风工作于监听模式，而音频处理器工作于唤醒状态，满足音箱低功耗的需求。

上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明实施例的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种低功耗音箱的结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的又一种低功耗音箱的结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的一种低功耗音箱的工作方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例

参考图1，图1示出了本发明实施例提供的一种低功耗音箱的结构示意图，该低功耗音箱包括：麦克风101和音频处理器102；

麦克风101包括拾音器1011、工作模式端A、唤醒中断状态输出端B和声音信号输出端C，麦克风101用于在监听模式下，若周围声压高于预设声压阈值，则控制唤醒中断状态输出端B输出中断信号，示例性的，预设声压阈值可设置于人耳可分辨的范围内；

音频处理器102包括唤醒状态输入端D、模拟信号输入端E和模式选择输出端F，唤醒状态输入端D与唤醒中断状态输出端B电连接，模拟信号输入端E与声音信号输出端C电连接，模式选择输出端F与工作模式端A电连接，音频处理器102用于若唤醒状态输入端D输入中断信号，则由休眠状态切换为唤醒状态。

具体的，麦克风101工作于监听模式，对周围声压进行实时监控，当周围声压不高于预设声压阈值时，麦克风101的唤醒中断状态输出端B不输出中断信号，示例性的，中断信号可为高电平，此时音频处理器102一直工作于休眠状态，以使音箱满足低功耗的要求，拾音器1011可为具有高于预设声压阈值时拾音的设备，以满足麦克风101的监听模式和拾音模式两种工作模式；而当周围声压高于预设声压阈值时，麦克风101的唤醒中断状态输出端B输出中断信号，此时音频处理器102的唤醒状态输入端D接收到中断信号，音频处理器102由休眠状态切换为唤醒状态，音频处理器102会立刻通过模式选择输出端F控制麦克风101由监听模式切换为拾音模式，以使音箱满足实时监听的功能。示例性的，现有技术中具有实时监听功能的音箱，音箱整机功耗大致为60mA左右，若音箱电池容量为2500mAh，则待机时间理论上为：t＝2500mAh/65mA＝41.7h；而本实施例的技术方案，麦克风101的工作功耗可为15uA，音频处理器102进入休眠后，音箱整机的功耗大致为5mA左右，同样的当电池容量为2500mAh时，待机时间理论上为：t＝2500mAh/5mA＝500h。同等情况下的待机时间延长了12倍。

本发明实施例通过采用由麦克风和音频处理器组成的低功耗音箱，当周围声压不高于预设声压阈值时，麦克风工作于监听模式，而音频处理器工作于休眠状态，满足音箱低功耗的需求；当周围声压高于预设声压阈值时，麦克风工作于拾音模式，而音频处理器工作于唤醒状态，满足音箱低功耗的需求。

可选的，音频处理器102用于由休眠状态切换为唤醒状态时，通过模式选择输出端F输出第一控制信号，控制麦克风101工作于拾音模式。

当音频处理器102接收到唤醒状态输入端D输入的中断信号时，立刻由休眠状态切换为唤醒状态，并且通过模式选择输出端F输出第一控制信号，第一控制信号可为高电平，控制麦克风101工作于拾音模式，麦克风101由监听模式切换为拾音模式的切换时间小于100μs，不会丢失完整的语音信号。

可选的，音频处理器102用于模拟信号输入端E输入的信号不满足预设条件时，则由唤醒状态切换为休眠状态，并通过模式选择输出端F输出第二控制信号，控制麦克风101工作于监听模式。

具体的，预设条件可为模拟信号输入端E输入的声音信号经转换后的词汇为预设处理词汇，音频处理器102的模拟信号输入端E接收到声音信号后，音频处理器102对接收到的声音信号进行分析，若分析结果表示输入的声音信号为预设处理词汇，则表明此时音箱与周围声音具有交互需求，则音频处理器102仍工作于唤醒状态，并通过模式选择输出端F输出第一控制信号，控制麦克风101工作于拾音模式，以接收周围声音信号；若分析结果表示输入的声音信号不是预设处理词汇，则可判断周围声音与音响箱不具有交互需求，此时可通过模式选择输出端F输出第二控制信号，控制麦克风101工作于监听模式，音频处理器102重新进入休眠状态，避免音频处理器102被干扰而浪费功耗。示例性的，第二控制信号可为低电平。可以理解的是，第一控制信号与第二控制信号也可分别为低电平和高电平，只要第一控制信号和第二控制信号不同，能够实现对麦克风101的控制即可。

示例性的，当周围没有人的语音信号，但此时雷声、机器轰鸣声等环境噪音高于预设声压阈值时，麦克风101的唤醒中断状态输出端B输出中断信号，音频处理器102会立刻通过模式选择输出端F输出第一控制信号，将麦克风101切换为拾音模式，但此时音频处理器102将模拟信号输入端E输入的声音信号处理后判断出此时麦克风101拾取的语音为噪声或干扰，则将噪声或干扰滤除，不再进行语义分析处理，音频处理器102重新进入休眠状态，并通过模式选择输出端F输出第二控制信号，控制麦克风101重新进入监听模式；当周围有人的说话的声音信号，声压高于预设阈值，麦克风101的唤醒中断状态输出端B输出中断信号，音频处理器102工作于唤醒状态，音频处理器102立刻通过模式选择输出端F输出第一控制信号，控制麦克风101工作于拾音模式，且拾取的声音信号经音频处理器102处理后判断为满足预设条件，则拾取的声音信号为有用信号，音频处理器102对拾取的声音信号进行语义分析处理。

本发明实施例提供的技术方案，通过音频处理器对模拟信号输入端输入的信号进行分析，满足预设条件时则控制麦克风仍处于拾音模式，而不满足预设条件时，则控制麦克风切换到监听模式，避免了音箱因被周围干扰信号干扰而造成功耗的浪费，从而进一步降低音箱功耗。

可选的，参考图2，图2示出了本发明实施例提供的又一种低功耗音箱的结构示意图，麦克风101还包括第一阈值设定端G和第二阈值设定端H，第一阈值设定端G和第二阈值设定端H之间短接电阻1012，预设声压阈值与电阻1012的阻值关联。

具体的，改变电阻1012的阻值，可使预设声压阈值变化，以满足不同环境下需要不同预设声压阈值的需求。可选的，麦克风101可采用Vesper生产的VM1010。

预设声压阈值与电阻1012的关系为：P＝0.17R+61.7，其中P为预设声压阈值，R为电阻1012的阻值。

电阻1012的阻值取值范围为18K欧姆至90K欧姆。

示例性的，声压范围为64.76SPL-77SPL时，是人耳可分辨的声压范围，通过预设声压阈值与电阻1012之间的关系式，可计算出电阻1012在18K欧姆至90K欧姆之间，也即通过将电阻1012在18K欧姆至90K欧姆之间调节，即可调整预设声压阈值以满足不同环境的需求。

本发明实施例的技术方案，通过采用具有第一阈值设定端和第二阈值设定端的麦克风，并通过调整电阻的阻值，以满足不同环境对不同预设声压阈值的需求。

参考图3，图3示出了本发明实施例提供的一种低功耗音箱的工作方法流程图，低功耗音箱包括：麦克风和音频处理器；麦克风包括拾音器、工作模式端、唤醒中断状态输出端和声音信号输出端；音频处理器包括唤醒状态输入端、模拟信号输入端和模式选择输出端，唤醒状态输入端与唤醒中断状态输出端电连接，模拟信号输入端与声音信号输出端电连接，模式选择输出端与工作模式端电连接；

低功耗音箱的工作方法包括：

步骤301，麦克风监测到周围声压高于预设声压阈值，控制唤醒中断状态输出端输出中断信号；

具体的，麦克风工作于监听模式，对周围声压进行实时监控，当周围声压不高于预设声压阈值时，麦克风的唤醒中断状态输出端不输出中断信号，此时音频处理器一直工作于休眠状态，以使音箱满足低功耗的要求，拾音器可为具有高于预设声压阈值时拾音的设备，以满足麦克风的监听模式和拾音模式两种工作模式；而当周围声压高于预设声压阈值时，麦克风的唤醒中断状态输出端B输出中断信号。

步骤302，音频处理器接收到唤醒状态输入端输入中断信号时，由休眠状态进入唤醒状态。

音频处理器的唤醒状态输入端接收到中断信号时，由休眠状态切换为唤醒状态，开始对接收到的信号进行处理。

本发明实施例提供的的技术方案，通过采用当周围声压高于预设声压阈值时，麦克风的唤醒中断状态输出端输出中断信号，而此时音频处理器接收到中断信号由休眠状态切换为唤醒状态，开始对接收到的信号进行处理，实现了音箱低功耗的功能。

可选的，音频处理器进入唤醒状态时还包括，

音频处理器通过模式选择输出端输出第一控制信号，控制麦克风工作于拾音模式；

音频处理器控制麦克风进入拾音模式之后，还包括，

若音频处理器的模拟信号输入端接收到的声音信号不满足预设条件，音频处理器通过模式选择输出端输出第二控制信号，控制麦克风工作于监听模式。

具体的，音频处理器进入唤醒状态的同时，通过模式选择输出端输出第一控制信号，控制麦克风工作于拾音模式，以避免丢失周围语音信息。音频处理器的模拟信号输入端接收到声音信号后，音频处理器对接收到的信号进行分析，若分析结果表示输入的声音信号满足预设条件，则表明此时音箱与周围声音具有交互需求，则音频处理器仍工作于唤醒状态，并通过模式选择输出端输出第一控制信号，控制麦克风工作于拾音模式，以接收周围声音信号；若分析结果表示输入的声音信号不满足预设条件，则可判断周围声音与音响箱不具有交互需求，此时可通过模式选择输出端输出第二控制信号，控制麦克风工作于监听模式，避免音频处理器被干扰而浪费功耗。示例性的，第二控制信号可为低电平。可以理解的是，第一控制信号与第二控制信号也可分别为低电平和高电平，只要第一控制信号和第二控制信号不同即可。

可选的，预设条件包括：声音信号转换的词汇为预设处理词汇。

音频处理器的模拟信号输入端输入的声音信号经转换后为预设处理词汇，则可判断输入的声音信号满足预设条件；若音频处理器的模拟信号输入端输入的声音信号经转换后不是预设处理词汇，则可判断输入的声音信号不满足预设条件，输入的声音信号可判断为干扰信号。

可选的，音频处理器通过模式选择输出端输出第一控制信号，控制麦克风进入拾音模式之后，还包括，

音频处理器对模拟信号输入端输入的声音信号进行语义分析处理。

具体的，音频处理器通过对输入的声音信号进行语义分析，确定周围声音与音箱交互的具体内容，以使音箱提供播放音乐、查询天气等功能。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种低功耗音箱，其特征在于，所述低功耗音箱包括：麦克风和音频处理器；

所述麦克风包括拾音器、工作模式端、唤醒中断状态输出端和声音信号输出端，所述麦克风用于在监听模式下，若周围声压高于预设声压阈值，则控制唤醒中断状态输出端输出中断信号；

所述音频处理器包括唤醒状态输入端、模拟信号输入端和模式选择输出端，所述唤醒状态输入端与所述唤醒中断状态输出端电连接，所述模拟信号输入端与所述声音信号输出端电连接，所述模式选择输出端与所述工作模式端电连接，所述音频处理器用于若唤醒状态输入端输入中断信号，则由休眠状态切换为唤醒状态。

2.根据权利要求1所述的低功耗音箱，其特征在于，

所述音频处理器用于由休眠状态切换为唤醒状态时，通过所述模式选择输出端输出第一控制信号，控制所述麦克风工作于拾音模式。

3.根据权利要求2所述的低功耗音箱，其特征在于，所述音频处理器用于模拟信号输入端输入的信号不满足预设条件时，则由唤醒状态切换为休眠状态，并通过所述模式选择输出端输出第二控制信号，控制所述麦克风工作于监听模式。

4.根据权利要求1所述的低功耗音箱，其特征在于，所述麦克风还包括第一阈值设定端和第二阈值设定端，所述第一阈值设定端和所述第二阈值设定端之间短接电阻，所述预设声压阈值与所述电阻的阻值关联。

5.根据权利要求4所述的低功耗音箱，其特征在于，所述预设声压阈值与所述电阻的关系为：P＝0.17R+61.7，其中P为所述预设声压阈值，R为所述电阻的阻值。

6.根据权利要求5所述的低功耗音箱，其特征在于，所述电阻的阻值取值范围为18K欧姆至90K欧姆。

7.一种低功耗音箱的工作方法，其特征在于，所述低功耗音箱包括：麦克风和音频处理器；所述麦克风包括拾音器、工作模式端、唤醒中断状态输出端和声音信号输出端；所述音频处理器包括唤醒状态输入端、模拟信号输入端和模式选择输出端，所述唤醒状态输入端与所述唤醒中断状态输出端电连接，所述模拟信号输入端与所述声音信号输出端电连接，所述模式选择输出端与所述工作模式端电连接；

所述低功耗音箱的工作方法包括：

所述麦克风监测到周围声压高于预设声压阈值，控制所述唤醒中断状态输出端输出中断信号；

所述音频处理器接收到所述唤醒状态输入端输入中断信号时，由休眠状态进入唤醒状态。

8.根据权利要求7所述的低功耗音箱的工作方法，其特征在于，所述音频处理器进入唤醒状态时还包括，

所述音频处理器通过所述模式选择输出端输出第一控制信号，控制所述麦克风工作于拾音模式；

所述音频处理器控制所述麦克风进入拾音模式之后，还包括，

若所述音频处理器的模拟信号输入端接收到的声音信号不满足预设条件，所述音频处理器通过所述模式选择输出端输出第二控制信号，控制所述麦克风工作于监听模式。

9.根据权利要求8所述的低功耗音箱的工作方法，其特征在于，所述预设条件包括：所述声音信号转换的词汇为预设处理词汇。

10.根据权利要求8所述的低功耗音箱的工作方法，其特征在于，所述音频处理器通过所述模式选择输出端输出第一控制信号，控制所述麦克风进入拾音模式之后，还包括，

所述音频处理器对模拟信号输入端输入的声音信号进行语义分析处理。