CN205829977U - 一种适用于传统音响的无线语音对话和控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于传统音响的无线语音对话和控制装置。该装置包括主控芯片和与该主控芯片连接的通信模块、输入切换模块和语音处理模块；所述通信模块包含无线通信子模块和有线通信子模块，用于获取有线音频信号和无线音频信号；所述输入切换模块用于实现有线音频信号和无线音频信号的切换，并将选择的音频信号传输至所述语音处理模块；所述语音处理模块负责对语音信号进行处理以得到高质量的语音信号，并将其传输到云端服务器以进行识别和应答，同时在本地进行音频信号的解码和播放。本实用新型能够通过WiFi和蓝牙实现传统音响与智能设备和互联网的连接，进行音乐播放，同时实现语音的对话和控制。

Description

一种适用于传统音响的无线语音对话和控制装置

技术领域

本实用新型涉及音响装置技术领域，具体为一种适用于传统音响的无线语音对话和控制装置。

背景技术

消费者在使用有线音响时会遇到诸多不便，如需要在电脑、CD等等设备上进行复杂的操作和控制，播放音乐过程繁琐。

随着科技的发展，出现了蓝牙音响和WiFi音响，其通过无线的方式，播放智能手机、智能平板等等智能设备和互联网上的音乐资源，其中一些WiFi音响也带有了语音对话进行交流和控制的功能。但是这些设备要么音质不好，要么成本较高，对于已经有有线音响的用户来说，购买上面的无线音响将使得用户无法使用有线音响，对于一些喜欢原有有线音响的音质的用户来说，会带来一些困扰。

现有的一些对于有线音响的适配装置，如下所述：

专利CN201220306749.5公开了一种无线音响适配装置，该发明涉及的无线音响适配装置，含有核心模块和通讯接口，可以实现将传统音响升级成为无线传输的高级音响，但其语音输入部分只有mic，而无法实现对语音信号的预处理和降噪，这使得语音信号的质量不好，而难以准确识别。同时其虽然拥有对话功能，但更加侧重于对音乐的控制，而不是一种语音的对话。同时，其无法实现传统音源和无线音源的切换，当用户想切换成传统的音源的时候会比较困难。

专利CN201520681074.6公开了一种智能语音音响，该发明设计的智能语音音响，是一个可以WiFi语音控制的音响，同时其也可以控制其他家电。但其并不是一种升级有线音响的方案，而且侧重于对其他家电的控制。

专利CN201520700572.0公开了一种云智能语音识别音响装置，其实现了语音智能点播并且在线播放，但其语音的解析是在本地进行处理，且倾向于语音指令实现控制，而不是语音的对话，且语音在本地进行处理和解析，对设备要求较高，同时准确度也不足。

现有的音响设备，智能程度不足，人们想要更加智能的设备，只能通过更换音响来达到。而原有的传统音响，其可能音质很好，但只是智能程度不足，便被替换掉，又有点浪费。所以，需要一种无线语音对话和控制装置，用不高的代价实现对传统音响系统升级，从而达到智能对话和智能控制的效果。

实用新型内容

为克服上述不足，本实用新型提供一种适用于传统音响的无线语音对话和控制装置，能够通过WiFi和蓝牙实现与智能设备和互联网的连接，进行音乐播放，同时实现语音的对话和控制。其语音对话不仅限于音乐上的对话，而是一种综合型的对话，为用户带来生活上的便利。其内置的语音信号处理模块，可以得到质量更好的语音信号，方便云端的语音信号分析，提高语音识别的准确度。最后，该装置自带输入切换功能，可以使得用户在智能设备、互联网和传统音源之间切换，从而提高设备的灵活性。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种无线语音对话和控制装置，包括主控芯片和与该主控芯片连接的通信模块、输入切换模块和语音处理模块；

所述通信模块包含无线通信子模块和有线通信子模块，用于获取有线音频信号和无线音频信号；

所述输入切换模块用于实现有线音频信号和无线音频信号的切换，并将选择的音频信号传输至所述语音处理模块；

所述语音处理模块负责对语音信号(进行人机对话的语音信号)进行处理以得到高质量的语音信号，并将其传输到云端服务器以进行识别和应答，同时在本地进行音频信号的解码和播放。

进一步地，所述无线通信子模块包含WiFi通信子模块、蓝牙通信子模块。

进一步地，所述WiFi通信子模块、蓝牙通信子模块与智能设备和/或互联网连接，获得和播放音频资源。

进一步地，所述语音处理模块在本地对语音信号进行降噪和消回声等等处理。

进一步地，所述语音处理模块包含低噪声的采集电路和DSP处理电路，所述低噪声的采集电路采用信噪比高的拾音器获得语音信号，所述DSP处理电路对语音信号进行滤波和频域上的处理以去除噪声。

进一步地，所述语音处理模块包含阵列拾音器。

进一步地，所述语音处理模块通过音频线与传统音响连接，将解码得到的模拟信号通过音频线传输到音响，以实现音频信号的输出。

进一步地，所述输入切换模块通过音频接口与传统音源连接。

进一步地，所述无线语音对话和控制装置还包括与所述主控芯片连接的电源管理模块和显示模块(显示器)。

上述装置中，输入切换模块在用户不需要重新连接设备的情况下，可以实现对输入信号(有线音频信号和无线音频信号)的切换。云端服务器提供语音信号的识别和处理功能，实现音乐资源和其他生活信息的传输，使得音响的对话不局限于音乐，也可以是其他方面，从而使得对话更加自然和智能。

本实用新型的无线语音对话和控制装置，其有益效果是：

一、该装置能够将传统音响改造成具有WiFi和蓝牙等无线连接功能的音响。

二、该装置通过和云端服务器的通信，能够实现语音对话和语音控制功能。

三、该装置内置的语音处理模块，能够得到质量好的音频信号并在云服务器端进行识别和对答，并在本地解码和播放。

四、该装置具有输入源的切换功能，使得用户可以将传统音源接入，当用户想在传统音源和无线音源之间切换的时候，能够通过自动或者语音控制的方法实现信号的切换。

五、云端服务器的识别不仅限于控制指令的识别，其也可以实现其他信息的识别和对话，从而将该装置变得更加自然和智能。

附图说明

图1为本实用新型的硬件框架图。

图2为本实用新型的信号连接图，其中1为本实用新型的装置，2为电脑，3为智能手机，4为云端服务器，5为传统音响，6表示人机对话。

具体实施方式

下面通过实施例和附图，对本实用新型作详细说明。

本实例提供一种适用于传统音响的无线语音对话和控制装置，其硬件框架图如图1所示。其主要的功能为输入信号源的智能切换、语音信号的前端处理和网络传输、语音信号的云端处理对话和控制、人机对话的便利性和智能性，本地音频信号的解码和输出。各个功能的实施方式如下，未公开部分可采用现有技术实现。

1、输入源的智能切换

如图1所示，输入信号有两类，一类是传统音源的输入，另一类是通过网络和无线信号获得的输入，其通过输入切换模块，在主控芯片控制下根据用户指令或者输入情况进行输入的切换。当用户想通过网络或者与该装置连接的智能设备进行播放的时候，输入切换模块选择该输入源的信号，送至语音处理模块的解码模块进行解码和输出。当用户需要传统音源(传统音源是指电视、电脑、CD机、解码器等等音源)作为输入时，也同样按照上面的方式将传统音源的信号送至语音处理模块的解码模块进行解码和输出。如此便实现了输入信号的切换，而不需要通过手动更换输入信号的方式。

当用户想通过该设备播放传统音源的时候，用户对输入切换模块发出语音控制指令，如“请把音源切换到我的电脑”、“请播放我的有线输入源”等等指令，经过语音识别和交互之后，主控芯片将输入切换成有线输入。而当用户想切换成无线源时，也通过发出类似的指令，实现信号的切换。以上所述的语音识别功能可采用现有技术实现。

2、语音信号的处理传输

如图2所示，用户需要与该装置进行人机对话，声音信号的质量与识别的准确度有很直接的关系，本实用新型内置了语音处理模块，通过在本地对语音信号进行消噪声、回音消除等等的预处理，得到高质量的语音信号，主控芯片将该信号通过网络传输到云端服务器，云端服务器进行语音信号的识别和处理。

语音信号的噪声处理主要分为两部分，低噪声的采集电路和DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理)处理电路，低噪声的采集电路来自于电路设计，降低电路噪声，选择信噪比高的拾音器，从而使获得的语音信号具有较高的信噪比。基于这种原始语音信号，再进行DSP处理。通过滤波和频域上的处理去除噪声，同时也可以通过阵列拾音器的方法，采集多路信号，进行处理，从而实现更佳效果的降噪。

语音信号的回声消除主要作用是当播放音乐的时候进行语音识别，播放音乐的时候语音信号里面会有较大的因为播放音乐产生的噪声，但是这个音乐信号是已知的，所以当采集到带有音乐噪声的语音信号的时候，同时也采集原始的音频信号，在时域或者频域上进行消除，从而获得不含音乐信号的语音信号。

云端服务器在得到经过降噪的信号后，使用现有的方法进行语音识别得到字符串文本。

3、人机对话的便利智能

本实用新型装置的人机对话不单单是实现了对音乐的控制，其也可以和用户进行对话，回应用户与音乐无关的方面的问题，从而提高人机对话的智能性。在与用户进行对话的过程中，该人机对话模块不仅可以控制音乐的播放，也可以和用户进行其他方面的回应和对话。

云端服务器在得到语音识别生成的字符串文本后，使用基于规则和统计混合的方法，抽取结构化语义。再根据结构化语义和上下文来判断用户是要执行音乐的控制操作(例如：放点周杰伦的歌，播放下一首)还是与音乐无关的通用问题(例如：姚明有多高？)，使用指定的协议下发给客户端，最终由客户端解释执行动作。

4、音频信号的解码输出

本实用新型通过服务器、其他智能设备或者传统音源得到的音频信号，其在实现切换功能的同时，还需要对其中的数字信号进行解码。如图2所示，本实用新型装置中的语音处理模块与传统音响通过音频线连接，解码得到的模拟信号通过音频线传输到音响，从而实现了音频信号的输出。

应用场景1：用户回家刚刚打开门，想听一点歌，隔门几米就对连接有本实用新型的智能控制装置的音箱说“给我来点音乐”，音箱在2秒之内就开始播放刘德华的忘情水，用户并不是太喜欢，说“下一首”，音箱自动切换到了其他类型的歌曲。

应用场景2：用户在家中看电视，看到某明星不知道他的年龄，便问音箱“XXX是哪一年出生的？”音箱准确的说出了XXX的年龄。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围，本实用新型的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (9)

1.一种无线语音对话和控制装置，其特征在于，包括主控芯片和与该主控芯片连接的通信模块、输入切换模块和语音处理模块；

所述通信模块包含无线通信子模块和有线通信子模块，用于获取有线音频信号和无线音频信号；

所述输入切换模块用于实现有线音频信号和无线音频信号的切换，并将选择的音频信号传输至所述语音处理模块；

所述语音处理模块负责对语音信号进行处理以得到高质量的语音信号，并将其传输到云端服务器以进行识别和应答，同时在本地进行音频信号的解码和播放。

2.如权利要求1所述的无线语音对话和控制装置，其特征在于：所述无线通信子通信模块包含WiFi通信子模块、蓝牙通信子模块。

3.如权利要求2所述的无线语音对话和控制装置，其特征在于：所述WiFi通信子模块、蓝牙通信子模块与智能设备和/或互联网连接。

4.如权利要求1所述的无线语音对话和控制装置，其特征在于：所述语音处理模块对人的语音信号进行的处理包括降噪处理和消回声处理。

5.如权利要求4所述的无线语音对话和控制装置，其特征在于：所述语音处理模块包含低噪声的采集电路和DSP处理电路，所述低噪声的采集电路采用信噪比高的拾音器获得语音信号，所述DSP处理电路对语音信号进行滤波和频域上的处理以去除噪声。

6.如权利要求5所述的无线语音对话和控制装置，其特征在于：所述语音处理模块包含阵列拾音器。

7.如权利要求1所述的无线语音对话和控制装置，其特征在于：所述语音处理模块通过音频线与传统音响连接，将解码得到的模拟信号通过音频线传输到音响，以实现音频信号的输出。

8.如权利要求1所述的无线语音对话和控制装置，其特征在于：所述输入切换模块通过音频接口与传统音源连接。

9.如权利要求1所述的无线语音对话和控制装置，其特征在于：还包括与所述主控芯片连接的电源管理模块和显示模块。