CN116189679A - 一种具有环境音降噪的语音交互装置 - Google Patents

Abstract

本公开属于语音交互技术领域，公开一种具有环境音降噪的语音交互装置，本装置包括转动单元，识别单元和降噪单元，转动单元与识别单元均安装在降噪单元内，转动单元将语音交互设备进行转动，改变语音交互设备的朝向，识别单元对声音的强度进行识别，帮助转动单元将语音交互设备转动到声音传来的方向，降噪单元对环境音进行降噪，提高识别的准确率。本装置针对于在一些多人环境，如展览馆内，多个参观者可能站在装置的不同方向，此时需要语音交互装置及时识别不同方向传来的人声。

Description

一种具有环境音降噪的语音交互装置

技术领域

本公开属于语音交互技术领域，具体涉及一种具有环境音降噪的语音交互装置。

背景技术

随着现在科技的不断发展，智能语音交互技术逐渐进入人们生活的方方面面。智能语音交互是基于语音输入的新一代交互模式，你可以通过说话就可以得到反馈结果。典型的应用场景——语音助手，自从iPhone 4S推出SIRI后，智能语音交互应用得到飞速发展。中文典型的智能语音交互应用如：虫洞语音助手、讯飞语点已得到越来越多的用户认可。

具备语音交互功能的终端设备越来越多的，如智能音箱、智能手表、智能机器人等等，这些具备语音交互功能的语音交互设备中大多数的语音识别模块的朝向固定，不利于使用。在语音交互的过程中，装置需要对使用者的人声进行捕捉，从而进行反馈，但是在使用时不可避免会受到环境音的干扰，需要进行降噪。同时在一些特殊的环境下，如银行大厅内等环境，多个使用者可能站在装置的不同方向，此时需要语音交互装置及时识别不同方向传来的人声，对使用者的声音进行追踪，从而提高识别的准确率。

发明内容

针对现有技术的不足，本公开的目的在于提供一种具有环境音降噪的语音交互装置，解决了现有技术中语音交互设备需要追踪使用者声音方向以及对环境音降噪的问题。

本公开的目的可以通过以下技术方案实现。

本装置是一种具有环境音降噪的语音交互装置，包括转动单元，识别单元和降噪单元，转动单元与识别单元均安装在降噪单元内。

所述转动单元包括有收音板上，语音交互设备安装在收音板上，所述收音板上固定连接有转轴，所述转轴转动连接在转环上，所述转环两端均固定连接有多个第一连接杆，所述第一连接杆远离转环的一端转动连接有第一齿轮，所述转环两端的第一齿轮分别啮合在两个齿环上，所述齿环一个固定在固定桩上，另一个齿环固定在内壳上，所述固定桩固定在内壳上，所述第一连接杆上固定连接有第二连接杆，所述齿环同一侧的第二连接杆固定连接，并且共同转动连接在固定桩上，所述转环一侧的第二连接杆固定连接有第二齿轮，所述第二齿轮与第三齿轮啮合，所述第三齿轮固定连接在第一电机的输出轴上，所述第一电机固定安装在内壳上。

进一步的，所述转轴两端固定连接有第一斜齿轮，所述第一斜齿轮与第二斜齿轮啮合，所述第二斜齿轮转动连接在转环上，所述第二斜齿轮与滚轮固定连接，所述滚轮外侧设置有多段滑槽，所述多段滑槽可以合成完整的环形滑槽，所述多段滑槽均固定连接有弹簧片，所述弹簧片固定连接在第四齿轮上，所述第四齿轮转动连接在固定桩上，所述第四齿轮与第五齿轮相啮合，所述第五齿轮固定连接在第二电机的输出端上，所述第二电机固定安装在内壳上，所示第四齿轮下方的弹簧片上设置有紧缩环，所述紧缩环内转动安装有转动圈，可以在紧缩环内转动，所述紧缩环固定连接在第一伸缩气缸的伸缩杆上，所述第一伸缩气缸固定安装在内壳上。

进一步的，所述识别单元包括有分贝仪，所述分贝仪设置在内壳外侧的各个面上，用于检测声音的强度，每个分贝仪均与一个第二伸缩气缸相连，分贝仪监测出的数据传输到控制器，用于控制第二伸缩气缸的运转。所述多个第二伸缩气缸中，位于转环圆周外侧的四个第二伸缩气缸用于控制语音交互设备的水平转动，位于转环上下两侧的两个第二伸缩气缸用于控制语音交互设备的垂直转动。用于水平转动的四个第二伸缩气缸的伸缩杆固定连接有档杆，在正对语音交互设备的第二连接杆上固定连接有挡板。用于垂直转动的两个第二伸缩气缸中，其中远离所述第二电机的第二伸缩气缸的伸缩杆固定连接有延长杆，所述延长杆远离第二伸缩气缸的一端设置有触点，靠近所述第二电机的第二伸缩气缸的伸缩杆固定连接有连接块，所述连接块下端设置有触点，在所述延长杆与所述连接块中间设置有接触块，所述接触块上下两端均设置有一个触点开关，触点开关可以与触点接触，所述触点开关与控制器相连。所述接触块固定连接在内壳上。

进一步的，所述降噪单元包括外壳，所述外壳内侧壁上铺设有吸音棉，所述内壳固定连接在外壳上，所述外壳上开设有传音孔，所述分贝仪固定安装在外壳上，正对着传音孔。所述传音孔内侧的四周设置有隔音板，所述隔音板固定连接在外壳上。

本公开的有益效果。

1、本装置通过转动语音交互设备，及时捕捉对应方向传来的人声，对于使用者所处的位置没有要求。

2、本装置的多个面均可进行语音的收集，任意面均可放置，便于装置的安放，能适用于多种复杂场景。

3、本装置对环境音进行降噪，保证语音识别的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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的附图。

图1是本公开实施例的外观与局部结构示意图。

图2是本公开实施例的部分结构示意图。

图3是本公开实施例的识别单元局部结构示意图。

图4是本公开实施例的转动单元局部结构示意图。

图5是本公开实施例的收音板相关结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。

如图1-5所示，本装置是一种具有环境音降噪的语音交互装置，本装置包括转动单元1，识别单元2和降噪单元3，转动单元1与识别单元2均安装在降噪单元3内，转动单元1将语音交互设备进行转动，改变语音交互设备的朝向，识别单元2对声音的强度进行识别，帮助转动单元1将语音交互设备转动到声音传来的方向，降噪单元3对环境音进行降噪，提高识别的准确率。

为了提高语音识别的准确性，在语音交互过程中需要将语音交互设备面朝人声传来的方向，从而提高识别的精度，由于在一些特殊场合，存在多个使用者，且多个使用者所处的方位不同，因此需要对语音交互设备进行转动。

针对于实现语音交互设备的水平转动，所述转动单元1包括有收音板11上，语音交互设备安装在收音板11上，所述收音板11上固定连接有转轴12，所述转轴12转动连接在转环13上，所述转环13两端均固定连接有多个第一连接杆131，所述第一连接杆131远离转环13的一端转动连接有第一齿轮132，所述转环13两端的第一齿轮132分别啮合在两个齿环133上，所述齿环133一个固定在固定桩14上，另一个齿环133固定在内壳15上，所述固定桩14固定在内壳15上，所述第一连接杆131上固定连接有第二连接杆134，所述齿环133同一侧的第二连接杆134固定连接，并且共同转动连接在固定桩14上，所述转环13一侧的第二连接杆134固定连接有第二齿轮135，所述第二齿轮135与第三齿轮136啮合，所述第三齿轮136固定连接在第一电机137的输出轴上，所述第一电机137固定安装在内壳15上。

针对于实现语音交互设备的垂直转动，所述转轴12两端固定连接有第一斜齿轮121，所述第一斜齿轮121与第二斜齿轮122啮合，所述第二斜齿轮122转动连接在转环13上，所述第二斜齿轮122与滚轮123固定连接，所述滚轮123外侧设置有多段滑槽124，所述多段滑槽124可以合成完整的环形滑槽124，所述多段滑槽124均固定连接有弹簧片125，所述弹簧片125固定连接在第四齿轮126上，所述第四齿轮126转动连接在固定桩14上，所述第四齿轮126与第五齿轮127相啮合，所述第五齿轮127固定连接在第二电机128的输出端上，所述第二电机128固定安装在内壳15上，所示第四齿轮126下方的弹簧片125上设置有紧缩环141，所述紧缩环141内转动安装有转动圈，可以在紧缩环141内转动，所述紧缩环141固定连接在第一伸缩气缸142的伸缩杆上，所述第一伸缩气缸142固定安装在内壳15上。

在实际使用时，当语音交互设备需要水平转动时，第一电机137启动，通过第三齿轮136带动第二齿轮135与第二连接杆134转动，第二连接杆134带动第一连接杆131转动，第一齿轮132在齿环133上转动，使转环13转动，转环13通过转轴12带动收音板11转动，实现语音交互设备的水平转动。当语音交互设备需要垂直转动时，第一伸缩气缸142启动，伸缩杆伸长将紧缩环141下压，紧缩环141压紧弹簧片125，将多段滑槽124合成完整的环形，第二电机128启动通过第五齿轮127带动第四齿轮126转动，第四齿轮126带动弹簧片125转动，弹簧片125带动滑槽124转动，滚轮123在滑槽124内，滑槽124转动带动滚轮123转动，滚轮123带动第二斜齿轮122转动，第二斜齿轮122带动第一斜齿轮121转动，第一斜齿轮121带动转轴12转动，转轴12带动收音板11转动，使语音交互设备垂直转动。由于转动单元可以将语音交互设备向任意方向转动，因此本装置在安放时可以多个面均可任意安放。

由于在实际使用时，语音交互装置需要对声音进行监测，判断人声传来的方向，从而辅助转动单元1将语音交互单元转到人声传来的方向，为了实现对各个方向声音的检测，所述识别单元2包括有分贝仪21，所述分贝仪21设置在内壳15外侧的各个面上，用于检测声音的强度，每个分贝仪21均与一个第二伸缩气缸22相连，分贝仪21监测出的数据传输到控制器，用于控制第二伸缩气缸22的运转。所述多个第二伸缩气缸22中，位于转环13圆周外侧的四个第二伸缩气缸22用于控制语音交互设备的水平转动，位于转环13上下两侧的两个第二伸缩气缸22用于控制语音交互设备的垂直转动。用于水平转动的四个第二伸缩气缸22的伸缩杆固定连接有档杆23，在正对语音交互设备的第二连接杆134上固定连接有挡板231。用于垂直转动的两个第二伸缩气缸22中，其中远离所述第二电机128的第二伸缩气缸22的伸缩杆固定连接有延长杆24，所述延长杆24远离第二伸缩气缸22的一端设置有触点，靠近所述第二电机128的第二伸缩气缸22的伸缩杆固定连接有连接块25，所述连接块25下端设置有触点，在所述延长杆24与所述连接块25中间设置有接触块26，所述接触块26上下两端均设置有一个触点开关261，触点开关261可以与触点接触，所述触点开关261与控制器相连。所述接触块26固定连接在内壳15上。

当声音传来，分贝仪21工作，检测出各个方向传来的声音强度，将数据传递给控制器，控制器进行选择，声音强度最大的一面为人声传来的方向，如果人声从转环13圆周位置的四个方向传来，则第一电机137转动，将语音交互设备水平转动，处于声音最大一面的第二伸缩气缸22启动，伸长档杆23，当语音交互设备转到这一面，档杆23将挡板231与第二连接杆134挡住，第一电机137停止运转，语音交互设备进行工作。如果人声从转环13两侧位置的两个方向传来，位于声音最大一面的第二伸缩气缸22伸长，延长杆24或接触块26移动，触点接触触点开关261，触点开关261将数据传递给控制器，控制器根据不同触点开关261的接触，控制第二电机128正转或者反转，将语音交互设备垂直转动，转动到人声传来的方向。

为了提高语音交互的准确率，需要对环境音进行降噪，以便语音交互设备更加准确地识别出人声，所述降噪单元3包括外壳31，所述外壳31内侧壁上铺设有吸音棉，所述内壳15固定连接在外壳31上，所述外壳31上开设有传音孔311，所述分贝仪21固定安装在外壳31上，正对着传音孔311。所述传音孔311内侧的四周设置有隔音板32，所述隔音板32固定连接在外壳31上。

所述降噪单元3通过被动降噪的方式对环境音进行降噪。

一种具有环境音降噪的语音交互装置，针对于在一些多人环境内，需要及时准确地识别人声的来源，追踪人声。在实际使用时，当声音传来，分贝仪21工作，检测出各个方向传来的声音强度，将数据传递给控制器，控制器进行选择，声音强度最大的一面为人声传来的方向，如果人声从转环13圆周位置的四个方向传来，将语音交互设备水平转动，第一电机137启动，通过第三齿轮136带动第二齿轮135与第二连接杆134转动，第二连接杆134带动第一连接杆131转动，第一齿轮132在齿环133上转动，使转环13转动，转环13通过转轴12带动收音板11转动，实现语音交互设备的水平转动。处于声音最大一面的第二伸缩气缸22启动，伸长档杆23，当语音交互设备转到这一面，档杆23将挡板231与第二连接杆134挡住，第一电机137停止运转，语音交互设备进行工作。

如果人声从转环13两侧位置的两个方向传来，第一伸缩气缸142启动，伸缩杆伸长将紧缩环141下压，紧缩环141压紧弹簧片125，将多段滑槽124合成完整的环形，位于声音最大一面的第二伸缩气缸22伸长，延长杆24或接触块26移动，触点接触触点开关261，触点开关261将数据传递给控制器，控制器根据不同触点开关261的接触，控制第二电机128正转或者反转，第二电机128启动通过第五齿轮127带动第四齿轮126转动，第四齿轮126带动弹簧片125转动，弹簧片125带动滑槽124转动，滚轮123在滑槽124内，滑槽124转动带动滚轮123转动，滚轮123带动第二斜齿轮122转动，第二斜齿轮122带动第一斜齿轮121转动，第一斜齿轮121带动转轴12转动，转轴12带动收音板11转动，使语音交互设备垂直转动，转向人声传来的方向，语音交互设备进行工作。

在使用过程中，吸音棉以及隔音板32对环境音进行降噪，保证语音识别的准确高效。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本公开的基本原理、主要特征和本公开的优点。本行业的技术人员应该了解，本公开不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本公开范围内容。

Claims (8)

1.一种具有环境音降噪的语音交互装置，其特征在于，包括转动单元（1），识别单元（2）和降噪单元（3），转动单元（1）与识别单元（2）均安装在降噪单元（3）内，转动单元（1）将语音交互设备进行转动，改变语音交互设备的朝向，识别单元（2）对声音的强度进行识别，帮助转动单元（1）将语音交互设备转动到声音传来的方向，降噪单元（3）对环境音进行降噪，提高识别的准确率。

2.根据权利要求1所述的一种具有环境音降噪的语音交互装置，其特征在于，所述转动单元（1）包括有收音板（11）上，语音交互设备安装在收音板（11）上，所述收音板（11）上固定连接有转轴（12），所述转轴（12）转动连接在转环（13）上，所述转环（13）两端均固定连接有多个第一连接杆（131），所述第一连接杆（131）远离转环（13）的一端转动连接有第一齿轮（132），所述转环（13）两端的第一齿轮（132）分别啮合在两个齿环（133）上，所述齿环（133）一个固定在固定桩（14）上，另一个齿环（133）固定在内壳（15）上，所述固定桩（14）固定在内壳（15）上，所述第一连接杆（131）上固定连接有第二连接杆（134），所述齿环（133）同一侧的第二连接杆（134）固定连接，并且共同转动连接在固定桩（14）上，所述转环（13）一侧的第二连接杆（134）固定连接有第二齿轮（135），所述第二齿轮（135）与第三齿轮（136）啮合，所述第三齿轮（136）固定连接在第一电机（137）的输出轴上，所述第一电机（137）固定安装在内壳（15）上。

3.根据权利要求2所述的一种具有环境音降噪的语音交互装置，其特征在于，所述转轴（12）两端固定连接有第一斜齿轮（121），所述第一斜齿轮（121）与第二斜齿轮（122）啮合，所述第二斜齿轮（122）转动连接在转环（13）上，所述第二斜齿轮（122）与滚轮（123）固定连接，所述滚轮（123）外侧设置有多段滑槽（124），所述多段滑槽（124）可以合成完整的环形滑槽（124），所述多段滑槽（124）均固定连接有弹簧片（125），所述弹簧片（125）固定连接在第四齿轮（126）上，所述第四齿轮（126）转动连接在固定桩（14）上，所述第四齿轮（126）与第五齿轮（127）相啮合，所述第五齿轮（127）固定连接在第二电机（128）的输出端上，所述第二电机（128）固定安装在内壳（15）上，所示第四齿轮（126）下方的弹簧片（125）上设置有紧缩环（141），所述紧缩环（141）内转动安装有转动圈，可以在紧缩环（141）内转动，所述紧缩环（141）固定连接在第一伸缩气缸（142）的伸缩杆上，所述第一伸缩气缸（142）固定安装在内壳（15）上。

4.根据权利要求3所述的一种具有环境音降噪的语音交互装置，其特征在于，所述识别单元（2）包括有分贝仪（21），所述分贝仪（21）设置在内壳（15）外侧的各个面上，用于检测声音的强度，每个分贝仪（21）均与一个第二伸缩气缸（22）相连，分贝仪（21）监测出的数据传输到控制器，用于控制第二伸缩气缸（22）的运转；所述多个第二伸缩气缸（22）中，位于转环（13）圆周外侧的四个第二伸缩气缸（22）用于控制语音交互设备的水平转动，位于转环（13）上下两侧的两个第二伸缩气缸（22）用于控制语音交互设备的垂直转动。

5.根据权利要求4所述的一种具有环境音降噪的语音交互装置，其特征在于，所述用于水平转动的四个第二伸缩气缸（22）的伸缩杆固定连接有档杆（23），在正对语音交互设备的第二连接杆（134）上固定连接有挡板（231）。

6.根据权利要求5所述的一种具有环境音降噪的语音交互装置，其特征在于，所述用于垂直转动的两个第二伸缩气缸（22）中，其中远离所述第二电机（128）的第二伸缩气缸（22）的伸缩杆固定连接有延长杆（24），所述延长杆（24）远离第二伸缩气缸（22）的一端设置有触点，靠近所述第二电机（128）的第二伸缩气缸（22）的伸缩杆固定连接有连接块（25），所述连接块（25）下端设置有触点，在所述延长杆（24）与所述连接块（25）中间设置有接触块（26），所述接触块（26）上下两端均设置有一个触点开关（261），触点开关（261）可以与触点接触，所述触点开关（261）与控制器相连；所述接触块（26）固定连接在内壳（15）上。

7.根据权利要求6所述的一种具有环境音降噪的语音交互装置，其特征在于，所述降噪单元（3）包括外壳（31），所述外壳（31）内侧壁上铺设有吸音棉，所述内壳（15）固定连接在外壳（31）上，所述外壳（31）上开设有传音孔（311），所述分贝仪（21）固定安装在外壳（31）上，正对着传音孔（311）；所述传音孔（311）内侧的四周设置有隔音板（32），所述隔音板（32）固定连接在外壳（31）上。

8.根据权利要求7所述的一种具有环境音降噪的语音交互装置，其特征在于，具体使用方法为：

当声音传来，分贝仪（21）工作，检测出各个方向传来的声音强度，将数据传递给控制器，控制器进行选择，声音强度最大的一面为人声传来的方向，如果人声从转环（13）圆周位置的四个方向传来，将语音交互设备水平转动，第一电机（137）启动，通过第三齿轮（136）带动第二齿轮（135）与第二连接杆（134）转动，第二连接杆（134）带动第一连接杆（131）转动，第一齿轮（132）在齿环（133）上转动，使转环（13）转动，转环（13）通过转轴（12）带动收音板（11）转动，实现语音交互设备的水平转动；处于声音最大一面的第二伸缩气缸（22）启动，伸长档杆（23），当语音交互设备转到这一面，档杆（23）将挡板（231）与第二连接杆（134）挡住，第一电机（137）停止运转，语音交互设备进行工作；

如果人声从转环（13）两侧位置的两个方向传来，第一伸缩气缸（142）启动，伸缩杆伸长将紧缩环（141）下压，紧缩环（141）压紧弹簧片（125），将多段滑槽（124）合成完整的环形，位于声音最大一面的第二伸缩气缸（22）伸长，延长杆（24）或接触块（26）移动，触点接触触点开关（261），触点开关（261）将数据传递给控制器，控制器根据不同触点开关（261）的接触，控制第二电机（128）正转或者反转，第二电机（128）启动通过第五齿轮（127）带动第四齿轮（126）转动，第四齿轮（126）带动弹簧片（125）转动，弹簧片（125）带动滑槽（124）转动，滚轮（123）在滑槽（124）内，滑槽（124）转动带动滚轮（123）转动，滚轮（123）带动第二斜齿轮（122）转动，第二斜齿轮（122）带动第一斜齿轮（121）转动，第一斜齿轮（121）带动转轴（12）转动，转轴（12）带动收音板（11）转动，使语音交互设备垂直转动，转向人声传来的方向，语音交互设备进行工作；

在使用过程中，吸音棉以及隔音板（32）对环境音进行降噪，保证语音识别的准确高效。

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