CN203882609U - 基于语音激活检测的唤醒装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种唤醒装置。基于语音激活检测的唤醒装置，包括，一麦克风，用于感测声音信号转换为电信号；一第一信号提取单元，与麦克风的输出端连接，用于提取麦克风输出信号中的基频信号；一比较单元，比较单元与第一信号提取单元连接，比较单元还连接一表征人声特征的参考基频信号，用于对基频信号与参考基频信号进行比较；一控制器，与比较单元连接，在比较单元的输出信号作用下产生一唤醒信号。本实用新型除了识别语音信号是否满足人声特征外，还可以识别发声者距离的远近，以避免不相干的语音信号干扰正常的语音激活检测，能够有效地进行语音唤醒。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种唤醒装置。
背景技术
随着电子装置的不断集成和发展，具有语音识别技术的电子装置越来越受到欢迎，其能够在使用者不便于操作电子装置时通过语音命令以控制电子装置执行相关功能，其中，通过语音命令唤醒电子装置的功能得到广泛的关注，现有技术的语音识别技术中，唤醒距离不是可控的，对于远距离的嘈杂的人声也常常会产生误判，如对2米或5米远的声音也会有响应，干扰了使用者的正常使用；并且过于频繁地开启语音唤醒系统造成系统功耗过大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种基于语音激活检测的唤醒装置，解决以上技术问题。
本实用新型的目的在于保护硬件装置，不包括软件。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
基于语音激活检测的唤醒装置，其中，包括，
一麦克风，用于感测声音信号转换为电信号；
一第一信号提取单元，与所述麦克风的输出端连接，用于提取所述麦克风输出信号中的基频信号；
一比较单元，所述比较单元与所述第一信号提取单元连接，所述比较单元还连接一表征人声特征的参考基频信号，用于对所述基频信号与所述参考基频信号进行比较；
一控制器，与所述比较单元连接，在所述比较单元的输出信号作用下产生一唤醒信号。
优选的，还包括一第二信号提取单元，与所述麦克风的输出端连接，用于提取所述麦克风输出信号中的高次谐波信号；
所述比较单元还与所述第二信号提取单元的输出端连接，用于将所述高次谐波信号与一设定限值进行比较，生成一第二比较结果。
优选的，还包括一频域变换单元，所述麦克风的输出端与所述频域变换单元连接，用于对所述麦克风的输出信号进行频域变换，所述频域变换单元的输出端分别连接所述第一信号提取单元和第二信号提取单元。
优选的，所述第一信号提取单元采用一带通滤波器，所述第二信号提取单元采用一高通滤波器。
优选的，所述频域变换单元采用一傅里叶变换器。
优选的，还包括切换装置，与所述控制器连接，在所述唤醒信号的作用下在睡眠模式和工作模式之间切换。
优选的，包括一存储单元，存储有所述参考基频信号和所述设定限值。
优选的，还包括一参考基频信号产生器，用以产生所述参考基频信号。
优选的，还包括一设定限值生成电路，用以产生所述设定限值。
有益效果：由于采用以上技术方案，本实用新型除了识别语音信号是否满足人声特征外，还可以识别发声者距离的远近，以避免不相干的语音信号干扰正常的语音激活检测，能够有效地进行语音唤醒。
附图说明
图1为本实用新型的一种电路连接示意图；
图2为本实用新型的另一种电路连接示意图；
图3为本实用新型的唤醒方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型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实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
参照图1，基于语音激活检测的唤醒装置，其中，包括，
一麦克风1，用于感测声音信号转换为电信号；
一第一信号提取单元21，与麦克风1的输出端连接，用于提取麦克风1输出信号中的基频信号；
一比较单元3，比较单元3与第一信号提取单元21连接，对基频信号与一表征人声特征的参考基频范围进行比较，生成一第一比较结果；
一控制器4，与比较单元3连接，在比较单元3的输出信号作用下产生一唤醒信号。
本实用新型利用人发出的声音具有特定的基频范围，并且基频的传输衰减较小，可以传播相对较远的距离，提取声音信号中的基频信号，进行比较，由于发声器官生理方面的差异，男性和女性的基频范围不同，男性的基频范围为50～250Hz，女性的基频范围为120～500Hz，上述的参考基频范围可以存储于一存储单元，也可以通过一参考基频信号发生器产生。本发明的比较单元可以采用一比较器实现。
由于基频可以识别谁在说话，进一步地，还可以通过一模拟信号发生器模拟一特定的人的基频信号，作为参考基频信号，当检测到语音信号中的基频信号与参考基频信号相匹配时，才进行后续处理。
作为本实用新型的一种优选的实施例，还包括一第二信号提取单元22，与麦克风1的输出端连接，用于提取麦克风1输出信号中的高次谐波信号；
比较单元3还与第二信号提取单元22的输出端连接，用于将高次谐波信号与一设定限值进行比较，生成一第二比较结果。
声音在传播过程中高频容易被吸收衰减，声音的某一频率的信号在空中的衰减都是有定性规律的；通过分析麦克风1获取的信号中的高次谐波成分，当高频成分衰减到一设定限值以下时，可以认为声源距离较远，不做判断。本实用新型除了识别语音信号是否满足人声特征外，还可以识别发声者距离的远近，以确定有效的人声，以避免不相干的语音信号干扰正常的语音激活检测，能够有效地进行语音唤醒。本实用新型优选地对于一定频率的信号，传播1米或1.5米距离后的衰减比例作为设定限值。作为本实用新型的一种优选的实施例，还可以包括一设定限值生成电路，用以产生设定限值。
基频信号的提取可以从时域信号中提取，也可以从频域信号中提取，作为本实用新型的一种优选的实施例，参照图2，可以包括一频域变换单元6，麦克风1的输出端与频域变换单元6连接，用于对麦克风1的输出信号进行频域变换，频域变换单元6的输出端分别连接第一信号提取单元21和第二信号提取单元22；频域变换单元6可以采用一傅里叶变换器实现。
作为本实用新型的一种优选的实施例，第一信号提取单元21可以采用一带通滤波器。第二信号提取单元可以采用一高通滤波器。还可以结合已有技术的基频或高次谐波信号的提取方法进行。
作为本实用新型的一种优选的实施例，还包括切换装置7，与控制器4连接，在唤醒信号的作用下在睡眠模式和工作模式之间切换。
作为本实用新型的一种优选的实施例，包括一存储单元5，存储有参考基频范围和设定限值。
参照图3，上述的基于语音激活检测的唤醒装置具体工作过程如下：
步骤1，感测外界声音信号转换为电信号；
步骤2，分别提取电信号中的基频信号和高次谐波信号；
步骤3，对基频信号与一表征人声特征的参考基频范围进行比较，当基频信号位于参考基频范围之内时，判断为人声；
步骤4，在判断为人声的基础上，对高次谐波信号与一设定限值进行比较，当高次谐波信号小于设定限值时，说明声源距离远，不做响应，当高次谐波信号大于设定限值时，说明声源距离近，产生一唤醒信号。
其中，步骤1与步骤2之间还包括对电信号进行频域变换的步骤。
作为本实用新型的一种优选的实施例，频域变换采用傅里叶变换。
本实用新型通过识别频谱是否满足人声特征，并识别发声者距离的远近，以确定有效的人声，避免不相干的语音信号干扰正常的语音激活检测，能够有效地进行语音唤醒。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型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实用新型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，均应当包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.基于语音激活检测的唤醒装置，其特征在于，包括，
一麦克风，用于感测声音信号转换为电信号；
一第一信号提取单元，与所述麦克风的输出端连接，用于提取所述麦克风输出信号中的基频信号；
一比较单元，所述比较单元与所述第一信号提取单元连接，所述比较单元还连接一表征人声特征的参考基频信号，用于对所述基频信号与所述参考基频信号进行比较；
一控制器，与所述比较单元连接，在所述比较单元的输出信号作用下产生一唤醒信号。
2.根据权利要求1所述的基于语音激活检测的唤醒装置，其特征在于，还包括一第二信号提取单元，与所述麦克风的输出端连接，用于提取所述麦克风输出信号中的高次谐波信号；
所述比较单元还与所述第二信号提取单元的输出端连接，用于将所述高次谐波信号与一设定限值进行比较，生成一第二比较结果。
3.根据权利要求2所述的基于语音激活检测的唤醒装置，其特征在于，还包括一频域变换单元，所述麦克风的输出端与所述频域变换单元连接，用于对所述麦克风的输出信号进行频域变换，所述频域变换单元的输出端分别连接所述第一信号提取单元和第二信号提取单元。
4.根据权利要求2所述的基于语音激活检测的唤醒装置，其特征在于，所述第一信号提取单元采用一带通滤波器，所述第二信号提取单元采用一高通滤波器。
5.根据权利要求2所述的基于语音激活检测的唤醒装置，其特征在于，频域变换单元采用一傅里叶变换器。
6.根据权利要求1所述的基于语音激活检测的唤醒装置，其特征在于，还包括切换装置，与所述控制器连接，在所述唤醒信号的作用下在睡眠模式和工作模式之间切换。
7.根据权利要求1所述的基于语音激活检测的唤醒装置，其特征在于，还包括一参考基频信号产生器，用以产生所述参考基频信号。
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