CN207321416U - 一种拾音组件、拾音器及电视机唤醒远讲语音系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种拾音组件、拾音器及电视机唤醒远讲语音系统，属于电视机语音控制领域。拾音组件，包括圆形阵列排布的咪头阵列；咪头阵列中咪头的进声孔朝向一致。拾音器包括壳体和壳体内的拾音组件。圆形阵列的咪头阵列能提高语音信号对环境噪声信号的信噪比指标，从而提高语音识别率和准确率。远讲语音系统，包括拾音组件、A/D转换电路、数字降噪处理电路和微控制器MCU，由拾音组件拾音后经A/D转换，输出至数字降噪处理电路降噪处理；微控制器MCU将降噪的语音唤醒命令信号转换为控制信号，并传送给电视机端的主控制器。解放了双手，随时随地发出唤醒指令即可控制电视机，使电视机的控制更加智能化，人性化，提高了用户体验。

Description

一种拾音组件、拾音器及电视机唤醒远讲语音系统

技术领域

本实用新型涉及电视机语音控制技术领域，特别涉及一种拾音组件、拾音器及电视机唤醒远讲语音系统。

背景技术

随着网络电视大量涌入市场,集成网络功能的电视机大量涌入市场使电视内容涉及的层面得到很大拓展,网络内容与互动信息等内容的增加使得原来的红外遥控方式很难满足用户的需求，市场上出现了多种新型的控制方式，如，空鼠、语音控制等。其中，从智能化方向考虑，语音操作在某些应用场景下更能满足用户需求，因此，语音控制已在电视上大量使用，并有较好的体验。

但是，当前用于电视的语音控制方式多局限于近距离控制，如，电视遥控语音控制多为按键触发语音后，用户对着遥控器上的咪头位置讲话。此种近距离语音控制的控制方式束缚了用户的双手，极大削弱了用户体验，而采用远讲语音实现对电视机的语音控制成为接下来进一步提高用户体验，解放用户双手的研究方向。但是，在利用远讲语音进行语音控制的过程中，首先需解决的便是如何消除环境噪声对语音识别带来的语音识别率以及准确率低的问题，并成为制约远讲语音控制方式应用的一个瓶颈。

另外，在语音控制过程中，语音系统如何将生成的控制指令正确无障碍地传输也是实现稳定的语音控制的关键技术问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种拾音组件、拾音器及电视机唤醒远讲语音系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供了一种拾音组件，包括呈圆形阵列排布的咪头阵列；所述咪头阵列中咪头的进声孔朝向一致。

一种优选的技术方案是，所述咪头阵列中咪头的数量为不低于3个。

优选地，所述咪头阵列中咪头的数量为4～6个。最佳地，4个。

一种优选的技术方案是，所述咪头阵列为等距圆形阵列。

本实用新型实施例的拾音组件中呈圆形阵列排布的各个咪头处于不同的位置上，因此，对于从一个定点发出的语音，每个咪头在收音距离上存在差异，则每个咪头接收到的语音强度也不同，距离语音发出位置近的咪头接收的语音强度较其他咪头的强，因此，拾音组件能够输出多个具有不同语音强度的数字信号，进而提高语音信号对环境噪声信号的信噪比指标，有利于后续的数字降噪处理过程，从而提高语音识别率和准确率。采用本实施例的拾音组件进行收音时，保证咪头阵列中的各咪头在同一水平面上。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种拾音器，包括壳体和上述的拾音组件，所述拾音组件设置在所述壳体内，在与咪头的进声孔相对的壳体上开设收音孔。

一种优选的技术方案中，所述壳体包括底壳和面壳，所述底壳和面壳随形扣合构成壳体；以咪头的进声孔朝向面壳的方式，将所述拾音组件设置在所述面壳的内壁上，并在与咪头的进声孔相对的面壳上开设收音孔。

一种优选的技术方案中，还包括接口，所述接口设置在壳体上，所述咪头阵列中的咪头的输出端分别与所述接口的输入端连接，用于将拾音组件拾取的多个语音信号传送至外接处理单元。

本实施例的拾音器形成独立的拾音器产品，安装方便。

根据本实用新型实施例的第三方面，提供一种电视机唤醒的远讲语音系统，包括顺次串联的A/D转换电路、数字降噪处理电路和微控制器MCU，其中，还包括：上述的拾音组件或者上述的拾音器；所述拾音组件或者拾音器的输出端与所述A/D转换电路的模拟信号输入端连接。

上述的拾音组件或者上述的拾音器的输出端与所述A/D转换电路的模拟信号输入端连接，拾取语音，将该语音传送至A/D转换电路；所述A/D 转换电路的数字信号输出端与所述数字降噪处理电路的信息输入端连接，A/D转换电路接收拾音组件或者拾音器传送的语音模拟信号，将其进行A/D 转换，得到多个数字信号，并将多个数字信号传送至数字降噪处理电路；所述数字降噪处理电路的信息输出端与所述微控制器MCU的信息输入端连接，所述数字降噪处理电路接收所述A/D转换电路传送的多个数字信号，并对多个数字信号进行耦合，获得降噪处理后的一个语音唤醒命令信号，并将其传送至微控制器MCU；所述微控制器MCU的输出端与电视机端的主控制器的输入端连接，所述微控制器MCU接收语音唤醒命令信号，将该语音唤醒命令信号与预设语音唤醒命令进行匹配；若匹配成功，将该语音唤醒命令信号转换为控制信号，并将该控制信号传送至电视机端的主控制器，否则，退出远讲语音系统。

一种优选的技术方案是，还包括：无线发射器和/或存储器；

所述无线发射器，可与电视机端的无线接收器进行匹配；所述无线发射器的接收端与所述微控制器MCU的输出端连接，接收所述微控制器MCU 传送的控制信号，并将该控制信号传送至电视机端的与其匹配的无线接收器；

所述存储器，存储训练好的语音声学模型；所述微控制器MCU接收所述数字降噪处理电路传送的语音唤醒命令信号，将该语音唤醒命令信号与所述存储器中的语音声学模型进行匹配，若匹配成功，将该语音唤醒命令信号转换为控制信号，并将该控制信号传送至电视机端的主控制器，否则，退出远讲语音系统。

一种优选的技术方案是，所述微控制器MCU转换得到的控制信号的形式为射频广播包。

本实施例的电视机唤醒的远讲语音系统，以前述的拾音组件或者拾音器作为拾音端，多个咪头同时进行收音，获得具有不同声音强度的多个数字信号，提高语音信号对环境噪声信号的信噪比指标，有利于后续的数字降噪处理电路的降噪过程，从而提高语音识别率和准确率。从而使得用户的唤醒命令的发出不再受收音设备所处位置的限制，也不受与收音设备的距离的限制，且不用手持语音遥控设备进行语音控制，解放了双手，随时随地发出唤醒指令即可控制电视机，使电视机的控制更加智能化，人性化，提高了用户体验。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种拾音组件的咪头阵列排布示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种拾音组件的咪头阵列排布示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种拾音组件的咪头阵列排布示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种拾音器的结构示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种拾音器的内部结构示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种拾音器的截面结构示意图；

图7是图6中局部放大结构示意图；

图8是根据一示例性实施例示出的电视机唤醒的远讲语音系统的框图；

图9是根据一示例性实施例示出的电视机唤醒的远讲语音系统的框图；

图10是根据一示例性实施例示出的电视机唤醒的远讲语音系统的框图；

图11是根据一示例性实施例示出的电视机唤醒的远讲语音系统的框图；

附图标记说明：10、拾音组件；11、第一咪头；12、第二咪头；13、第三咪头；14、第四咪头；20、拾音器；21、壳体；211底壳；212面壳； 213、收音孔；214、接口；215、安装柱孔；216、弹性圈；22、数据线； 30、数字降噪处理电路；40、微控制器MCU；50、无线发射器；60、有线发射单元；70、电视机端的主控制器；80、存储器。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“实用新型”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合图1至图3所示，说明本实用新型实施例的第一方面，一种拾音组件10，包括呈圆形阵列排布的咪头阵列；所述咪头阵列中咪头的进声孔朝向一致。

本实施例的拾音组件10中，呈圆形阵列排布的各个咪头处于不同的位置上，因此，对于从一个定点发出的语音，每个咪头在收音距离上存在差异，则每个咪头接收到的语音强度也不同，距离语音发出位置近的咪头接收的语音强度较其他咪头的强，因此，拾音组件能够输出多个具有不同语音强度的数字信号，进而提高语音信号对环境噪声信号的信噪比指标，有利于后续的数字降噪处理过程，从而提高语音识别率和准确率。

在一种具体实施方式中，所述咪头阵列中咪头的数量为不低于3。如图 1所示的具有3个咪头(第一咪头11，第二咪头12，第三咪头13)的圆形咪头阵列。即拾音组件能够输出至少3种具有不同语音强度的数字信号，提高信噪比指标。咪头阵列中咪头的数量可依据收音范围的大小进行设定，收音范围大，可设置较多的咪头，以有效获得具有语音强度梯度的多个不同语音强度的数字信号，反之，收音范围小，设置较少的咪头，即可获得具有语音强度梯度的多个不同语音强度的数字信号。

本实施例中，在基于电视机应用环境下，所述咪头阵列中咪头的数量为4～6。优选为，4个。如图2所示，为由4个咪头呈圆形阵列排布的咪头阵列，第一咪头11，第二咪头12，第三咪头13和第四咪头14。以及如图3所示，为由6个咪头呈圆形阵列排布的咪头阵列。采用本实施例的拾音组件进行收音时，保证咪头阵列中的各咪头在同一水平面上。

本实施例中，为了优化拾音组件10输出的多个具有不同语音强度的数字信号，将所述咪头阵列设计为等距圆形阵列。能够使多个具有不同语音强度的数字信号的强度阶梯化更优化，提高语音识别率和准确率。

结合图4至图7所示，说明本实用新型实施例的第二方面，一种拾音器20，包括壳体21和上述实施例的拾音组件10，所述拾音组件10设置在所述壳体21内，在与咪头的进声孔相对的壳体21上开设收音孔213。拾音器20形成独立的拾音器产品，安装方便。

具体地，本实施例的拾音器中提供了一种具体的壳体结构，所述壳体 21包括底壳211和面壳212，所述底壳211和面壳212随形扣合构成壳体 21；以咪头的进声孔朝向面壳212的方式，将所述拾音组件10设置在所述面壳211的内壁上，并在与咪头的进声孔相对的面壳212上开设收音孔213。具体地，所述壳体可以采用外形为甜甜圈形状的圆环，方便对咪头阵列进行布局设置，且美观。

具体地，如图6和图7所示，在面壳211的内壁的相应位置上开设安装柱孔215，将咪头固定设置在相应的安装柱孔215的孔内，如采用弹性圈 216(如，硅胶套圈)将咪头固定塞设在安装柱孔215的孔内。并保证咪头的进声孔朝向面壳212上的的方式收音孔213。

为了方便本实施例拾音器与外接设备的连接，增设了接口214，所述接口214设置在壳体21上，如图5所示，所述接口214可以设置在底壳211 和面壳212扣合的结合处。所述咪头阵列中的咪头的输出端分别与所述接口214的输入端连接，用于将拾音组件10拾取的多个语音信号通过数据线 22传送至外接处理单元。

结合图8至图11所示，说明本实用新型实施例的第三方面，一种电视机唤醒的远讲语音系统，包括顺次串联的拾音组件10或者拾音器20、A/D 转换电路90、数字降噪处理电路30和微控制器MCU40，其中，所述拾音组件采用上述的拾音组件10(如图8所示)或者拾音器20(如图9所示)。即，所述拾音组件10或者拾音器20的输出端与所述A/D转换电路90的模拟信号输入端连接。

具体地，拾音组件10或者拾音器20的的输出端与所述A/D转换电路 90的模拟信号输入端连接，拾取语音，将该语音传送至A/D转换电路90。

所述A/D转换电路90的数字信号输出端与所述数字降噪处理电路30 的信息输入端连接，A/D转换电路90接收拾音组件10或者拾音器20传送的语音模拟信号，将其进行A/D转换，得到多个数字信号，并将多个数字信号传送至数字降噪处理电路30。

所述数字降噪处理电路30的信息输出端与所述微控制器MCU40的信息输入端连接，所述数字降噪处理电路30接收所述A/D转换电路90传送的多个数字信号，并对多个数字信号进行耦合，获得降噪处理后的语音唤醒命令信号，并将其传送至微控制器MCU40。

所述微控制器MCU40的输出端与电视机端的主控制器70的输入端连接，所述微控制器MCU40接收语音唤醒命令信号，将该语音唤醒命令信号与预设语音唤醒命令进行匹配；若匹配成功，将该语音唤醒命令信号转换为控制信号，并将该控制信号传送至电视机端的主控制器70，否则，退出远讲语音系统。

本实施例的电视机唤醒的远讲语音系统的唤醒流程为：用户发出语音唤醒命令后，由拾音组件10(或者拾音器20)中的咪头阵列拾音，进行A/D 转换后，输入数字降噪处理电路30进行降噪处理，消除背景噪音，获得降噪处理后的语音唤醒命令信号。微控制器MCU40接收该语音唤醒命令信号，并将其转换为控制信号传送给电视机端的主控制器70(如MCU)，电视机端的主控制器70再将控制信号转化为电视机可识别的控制指令。其中，微控制器MCU转换得到的控制信号的形式为射频广播包，可实现360°无死角控制。电视机端的主控制器70接收到该射频广播包控制信号时，将该射频广播包控制信号转化为电视机可识别的开机命令，如待机键键值等。

本实施例的远讲语音系统使得用户的唤醒命令的发出不再受收音设备所处位置的限制，也不受与收音设备的距离的限制，且不用手持语音遥控设备进行语音控制，解放了双手，随时随地发出唤醒指令即可控制电视机，使电视机的控制更加智能化，人性化，提高了用户体验。

本实施例中，微控制器MCU40可从收到的语音波形中提取随时间变化的语音特征序列，然后与存储器的语音声学模型进行匹配与比较，达到最佳的识别效果，并将识别结果对应语音控制命令输出。

本实施例的电视机唤醒的远讲语音系统中，微控制器MCU40将其转换的控制信号传送给电视机端的主控制器70的方式可以采用有线方式，也可以采用无线方式。当采用无线方式时，如图10所示，本实施例中增加无线发射器50，其可与电视机端的无线接收器60进行匹配；所述无线发射器 50的接收端与所述微控制器MCU40的信息输出端连接，接收所述微控制器 MCU40传送的控制信号，并将该控制信号传送至电视机端的与其匹配的无线接收器60。采用有线方式时，采用相应的数据线将微控制器MCU40与电视机端的主控制器70连接即可。当然图10中的拾音组件10可以替换为拾音器20。

本实施例的电视机唤醒的远讲语音系统还增设了存储器80，如图11所示，用于存储训练好的语音声学模型，其中，训练是指搜索一定数量的语音、语音数据库进行信号处理和构建模板。在训练过程中，不同个体的音高、音长、音强和音色及语言习惯进行整理和分析。所述微控制器MCU40 接收所述数字降噪处理电路30传送的语音唤醒命令信号，将该语音唤醒命令信号与所述存储器80中的语音声学模型进行匹配，若匹配成功，将该语音唤醒命令信号转换为控制信号，并将该控制信号传送至电视机端的主控制器70，否则，退出远讲语音系统。增加的存储器80，可预存多条离线语音信息，即使电视没有联网，用户依然可以使用本实施例的远讲语音系统实现常用的控制指令。当然图11中的拾音组件10可以替换为拾音器20。

本实施例中，A/D转换电路和数字降噪处理电路30采用现有相应的电路即可，两者可以采用分别单独的电路芯片，也可以采用将两者的功能集成在一起的集成芯片，如采用科胜讯CX20810的集成电路芯片。存储器80 可以采用独立的存储器，也可以将其集成在微控制器MCU40上，如，采用内置存储器的型号为U3088的微控制器。无线发射器50可采用型号为WNF120的无线发射器。无线接收器60可采用型号为RTL8723BU的无线接收器。当然，不限于上述两种型号的芯片，凡是能够具有与上述两种型号的芯片相同功能的芯片均可用于本实施例中。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种拾音组件，其特征在于，包括呈圆形阵列排布的咪头阵列；所述咪头阵列中咪头的进声孔朝向一致。

2.根据权利要求1所述的一种拾音组件，其特征在于，所述咪头阵列中咪头的数量为不低于3。

3.根据权利要求2所述的一种拾音组件，其特征在于，所述咪头阵列中咪头的数量为4～6。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种拾音组件，其特征在于，所述咪头阵列为等距圆形阵列。

5.一种拾音器，其特征在于，包括壳体和如权利要求1至4中任一项所述的拾音组件，所述拾音组件设置在所述壳体内，在与咪头的进声孔相对的壳体上开设收音孔。

6.根据权利要求5所述的一种拾音器，其特征在于，所述壳体包括底壳和面壳，所述底壳和面壳随形扣合构成壳体；以咪头的进声孔朝向面壳的方式，将所述拾音组件设置在所述面壳的内壁上，并在与咪头的进声孔相对的面壳上开设收音孔。

7.根据权利要求5或者6所述的一种拾音器，其特征在于，还包括接口，所述接口设置在壳体上，所述咪头阵列中的咪头的输出端分别与所述接口的输入端连接，用于将拾音组件拾取的多个语音信号传送至外接处理单元。

8.一种电视机唤醒的远讲语音系统，包括顺次串联的A/D转换电路、数字降噪处理电路和微控制器MCU，其特征在于，还包括：权利要求1至4中任一项所述的拾音组件，或者权利要求5至7中任一项所述的拾音器；所述拾音组件或者拾音器的输出端与所述A/D转换电路的模拟信号输入端连接。

9.根据权利要求8所述的一种电视机唤醒的远讲语音系统，其特征在于，还包括：无线发射器和/或存储器；

所述无线发射器，可与电视机端的无线接收器进行匹配；所述无线发射器的接收端与所述微控制器MCU的输出端连接，接收所述微控制器MCU 传送的控制信号，并将该控制信号传送至电视机端的与其匹配的无线接收器；

所述存储器，存储训练好的语音声学模型；所述微控制器MCU接收所述数字降噪处理电路传送的语音唤醒命令信号，将该语音唤醒命令信号与所述存储器中的语音声学模型进行匹配，若匹配成功，将该语音唤醒命令信号转换为控制信号，并将该控制信号传送至电视机端的主控制器，否则，退出远讲语音系统。

10.根据权利要求8或者9所述的一种电视机唤醒的远讲语音系统，其特征在于，所述微控制器MCU转换得到的控制信号的形式为射频广播包。