CN207424810U - 键盘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种键盘装置，包括：外壳、键盘按键、音频采集器及电路板，在电路板上设置输入控制单元、音频输入单元、通信接口和处理单元，键盘按键包括用于输入的按键阵列和用于控制语音输入的语音识别按键，输入控制单元用于根据按键阵列中所触发的按键生成对应的驱动信号，并将驱动信号提供至处理单元，音频输入单元用于将音频采集器采集的第一音频信号提供给处理单元，处理单元用于对音频输入单元提供的音频进行降噪处理，并将降噪处理后的音频和/或驱动信号发送至通信接口，能够实现语音录入功能，提高记录效率，解决现有技术中在大噪声等特殊环境下通过手写记录或键盘录入的方式记录信息导致记录效率低的技术问题。

Description

键盘装置

技术领域

本实用新型涉及计算机外部设备技术领域，尤其涉及一种键盘装置。

背景技术

目前，市面上键盘功能比较单一，基本上仅支持纯键盘录入功能。少部分具有麦克风的键盘，其功能相当于键盘和麦克风的简单组合，在噪声环境下以及远场识别场景中几乎不能使用，导致在大噪声、抖动剧烈等特殊环境下，仅能通过手写记录或键盘录入的方式记录信息，效率低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型提出一种键盘装置，以实现语音录入功能，提高记录效率，并通过对音频进行降噪处理，提高语音信号的信噪比和语音识别率，进而能够实现远场识别场景下和大噪声等特殊环境下的语音录入功能，解决现有技术中在大噪声等特殊环境下通过手写记录或键盘录入的方式记录信息导致记录效率低的技术问题。

为达上述目的，本实用新型第一方面实施例提出了一种键盘装置，包括：外壳、键盘按键、音频采集器及电路板；所述键盘按键设置在所述外壳的操作面上，所述电路板和所述音频采集器设置在所述外壳内，且所述外壳对应所述音频采集器部分设置有开口部；

所述键盘装置还包括设置在所述电路板上的输入控制单元、音频输入单元、通信接口和处理单元；所述键盘按键包括用于输入字符的按键阵列以及用于控制语音输入的语音识别按键，所述语音识别按键与所述处理单元连接；

其中，所述输入控制单元，分别与所述按键阵列和所述处理单元连接，用于根据所述按键阵列中所触发的按键生成对应的驱动信号，并将所述驱动信号提供至所述处理单元；

所述音频输入单元，分别与所述音频采集器和所述处理单元连接，用于所述处理单元确定出所述语音识别按键已触发时，将所述音频采集器所采集到的第一音频信号提供给所述处理单元；

所述处理单元，与所述通信接口连接，用于对所述音频输入单元提供的音频进行降噪处理，并将降噪处理后的音频和/或所述驱动信号发送至所述通信接口。

本实用新型实施例的键盘装置，通过设置外壳、键盘按键、音频采集器及电路板，在电路板上设置输入控制单元、音频输入单元、通信接口和处理单元，键盘按键包括用于输入的按键阵列和用于控制语音输入的语音识别按键，输入控制单元用于根据按键阵列中所触发的按键生成对应的驱动信号，并将驱动信号提供至处理单元，音频输入单元用于处理单元确定出语音识别按键已触发时，将音频采集器采集的第一音频信号提供给处理单元，处理单元用于对音频输入单元提供的音频进行降噪处理，并将降噪处理后的音频和/或驱动信号发送至通信接口。由此，能够实现语音录入功能，提高记录效率，并通过对音频进行降噪处理，提高语音信号的信噪比和语音识别率，进而能够实现远场识别场景下和大噪声等特殊环境下的语音录入功能，解决现有技术中在大噪声等特殊环境下通过手写记录或键盘录入的方式记录信息导致记录效率低的技术问题。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供的一种键盘装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种键盘装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种键盘装置的结构示意图；

图4为具有双麦克风的键盘装置示意图；

图5为具有麦克风阵列的键盘装置示意图；以及

图6为麦克风阵列的环形排布示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的键盘装置。

目前，在大噪声或抖动剧烈的环境下，记录信息的主要方式为手写记录或键盘录入。然而，手写记录需要专门的速记员，记录效率较低，而且或多或少地存在错记、漏记等问题。键盘记录虽然能够提高记录效率，但在抖动剧烈的环境下，输入仍然会受影响。

针对上述问题，本实用新型提出一种键盘装置，能够实现语音录入和播报功能，且能够适用于大噪声、抖动剧烈等特殊环境中。

图1为本实用新型实施例提供的一种键盘装置的结构示意图。

如图1所示，该键盘装置10包括：外壳110、键盘按键120、音频采集器130及电路板140。

其中，键盘按键120设置在外壳110的操作面上，电路板140和音频采集器130设置在外壳110内，且外壳110对应音频采集器130部分设置有开口部(图中未示出)。

此处需要说明的是，键盘按键120可以覆盖大部分外壳110的操作面，电路板140可以设置在键盘按键120之下，图1仅以方便布图为目的，将电路板140画在键盘按键120的一侧，但不能理解为键盘装置10仅能按照如图1所示进行设置。此外，音频采集器130可以设置于外壳110内的任意位置，比如右上角、左上角、底部中间位置等，图1也不能作为对音频采集器130设置位置的限制。

本实施例中，通过在对应音频采集器130部分的外壳110上设置开口，可以使音频采集器130采集外界输入的音频。

进一步地，键盘装置10还包括设置在电路板140上的输入控制单元150、音频输入单元160、通信接口170和处理单元180。

键盘按键120包括用于输入字符的按键阵列121以及用于控制语音输入的语音识别按键122。其中，

语音识别按键122与处理单元180连接，用于启动语音识别引擎，以使音频采集器130进行音频采集。

输入控制单元150分别与按键阵列121和处理单元180连接，用于根据按键阵列121中所触发的按键生成对应的驱动信号，并将驱动信号提供至处理单元180。

音频输入单元160分别与音频采集器130和处理单元180连接，用于处理单元180确定出语音识别按键122已触发时，将音频采集器130所采集到的第一音频信号提供给处理单元180。

处理单元180与通信接口170连接，用于对音频输入单元160提供的音频进行降噪处理，并将降噪处理后的音频和/或驱动信号发送至通信接口170。作为一种可能的实现方式，处理单元180具体可以由微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)实现。

本实施例中，通信接口170可以用于将触发按键阵列中的按键生成的驱动信号和/或接收的音频上传，比如上传至与键盘装置10相连的平板电脑、计算机等设备。

通过对音频进行降噪处理，可以抑制稳态和非稳态环境中的噪声，提高音频信号的信噪比，进而提高音频识别准确率。

本实施例中，当用户需要记录语音信息时，可以触发语音识别按键122，以启动语音识别引擎使音频采集器130能够进行音频采集。当有音频信息发出时，音频采集器130采集第一音频信号，并通过语音输入单元160将采集的第一音频信号提供给处理单元180。处理单元180对接收的音频进行降噪处理，之后将处理后的音频信号发送至通信接口170。通信接口170接收到音频信号后，可以将音频信号上传至与键盘装置10相连的计算机或服务器。

作为一种可能的应用场景，计算机或服务器可以根据上传的音频信号进行语音识别，从而完成将语音转化为文字的过程。

进一步地，在本实用新型实施例一种可能的实现方式中，如图2所示，在如图1所示实施例的基础上，该键盘装置10还包括：与通信接口170的电源线连接的供电单元100。

供电单元100与处理单元180连接，用于通过通信接口170获取电能，并提供至处理单元180。具体地，作为一种方式，可以通过处理单元180对键盘装置10中其余各部件供电；作为另一种方式，可以由供电单元100直接对键盘装置10中各部件供电；或者，还可以同时采用以上两种方式，本实施例中对此不作限定。

音频输入单元160包括：放大电路161和模数转换(ADC)电路162。其中，

放大电路161与音频采集器130连接，用于对音频采集器130所采集到的第一音频信号进行放大处理。

ADC电路162与放大电路161连接，用于将放大后的第一音频信号从模拟电信号转化为数字电信号。

本实用新型实施例的键盘装置，通过设置外壳、键盘按键、音频采集器及电路板，在电路板上设置输入控制单元、音频输入单元、通信接口和处理单元，键盘按键包括用于输入的按键阵列和用于控制语音输入的语音识别按键，输入控制单元用于根据按键阵列中所触发的按键生成对应的驱动信号，并将驱动信号提供至处理单元，音频输入单元用于处理单元确定出语音识别按键已触发时，将音频采集器采集的第一音频信号提供给处理单元，处理单元用于对音频输入单元提供的音频进行降噪处理，并将降噪处理后的音频和/或驱动信号发送至通信接口。由此，能够实现语音录入功能，提高记录效率，并通过对音频进行降噪处理，提高语音信号的信噪比和语音识别率，进而能够实现远场识别场景下和大噪声等特殊环境下的语音录入功能，解决现有技术中在大噪声等特殊环境下通过手写记录或键盘录入的方式记录信息导致记录效率低的技术问题。

图3为本实用新型实施例提供的又一种键盘装置的结构示意图。

如图3所示，在如图1所示实施例的基础上，该键盘装置10还可以包括：扬声器190。其中，

扬声器190设置于外壳110内，且外壳110对应扬声器190部分设置有开口部(图中未示出)。

通信接口170包括：信号线171，用于发送降噪处理后的音频和/或驱动信号，以及用于获取待合成文本和/或音频文件。

其中，信号线171可以是一条信号线，也可以是两条信号线。

作为一种示例，当信号线171为一条信号线时，可以采用时分复用的方式，分时段传输降噪处理后的音频和/或驱动信号，以及获取待合成文本和/或音频文件。

作为另一种示例，当信号线171为两条信号线时，可以使用两条信号线分别传输不同的数据，利用其中一条信号线发送降噪处理后的音频和/或驱动信号，利用另一条信号线获取待合成文本和/或音频文件。

需要说明的是，本领域技术人员可以知晓，在以上示例的基础上，还可以采用更多信号线对信息进行传输，本实施例中，对信号线传输信息的具体实现方式不作限定。

处理单元180与信号线171连接，还用于根据音频文件生成第二音频信号，和/或根据待合成文本进行语音合成得到第二音频信号。

电路板140还包括音频输出单元141。

其中，音频输出单元141分别与处理单元180和扬声器190连接，用于对处理单元180提供的第二音频信号进行处理，并控制扬声器190对处理后的第二音频信号进行音频播放。

在一种可能的应用场景中，通过通信接口170获取音频文件之后，可以由处理单元180将音频文件转化为第二音频信号，进而由音频输出单元141对第二音频进行处理，最终由扬声器190对处理后的第二音频信号进行播放，从而实现利用键盘装置10中的扬声器190对音频文件进行播放的过程。

在另一种可能的应用场景中，通过通信接口170获取待合成文本之后，可以由处理单元180将待合成文本语音合成得到第二音频信号，进而由音频输出单元141对第二音频进行处理，最终由扬声器190对处理后的第二音频信号进行播放，从而实现利用键盘装置10将文字转化为语音，并进行播放的过程。

为了触发处理单元180向音频输出单元141提供第二音频信号这一动作，本实施例中，还可以设置语音播报按键，以在该语音播报按键被触发后，音频输出单元141从处理单元180接收音频信号。从而，本实施例中，键盘按键120还可以包括：用于控制音频播放的播报按键123。其中，

播报按键123与处理单元180连接。

音频输出单元141具体用于处理单元180确定出播报按键123已触发时，对处理单元180提供的第二音频信号进行处理，并控制扬声器190对处理后的第二音频信号进行音频播放。

具体地，音频输出单元141包括：功放电路1411和数模转换(DAC)电路1412。其中，

DAC电路1412与处理单元180连接，用于将处理单元180提供的第二音频信号从数字电信号转化为模拟电信号。

功放电路1411与DAC电路1412连接，用于对DAC电路1412输出的第二音频信号进行放大处理。

本实施例中，音频输出单元141具体通过DAC电路1412实现与处理单元180之间的连接。当播报按键123被触发时，处理单元180接收到播报按键123被触发的信息后，向音频输出单元141提供第二音频信号。音频输出单元141中的DAC电路1412接收处理单元180提供的第二音频信号，并将接收的第二音频信号从数字电信号转化为模拟电信号。进一步地，功放电路1411对DAC电路1412输出的模拟电信号进行放大处理，进而由扬声器190进行播放。

本实用新型实施例的键盘装置，通过设置扬声器、在键盘按键中设置播报按键，以及在电路板中设置音频输出单元，处理单元用于根据音频文件和/或根据待合成文本进行语音合成得到第二音频文件，并由音频输出单元对第二音频文件进行数模转换和放大处理后，经扬声器进行音频播放，能够实现文本和/或音频文件的语音输出，实现键盘装置的语音播报功能。

实际应用中，一般采用麦克风来实现语音输入功能，从而，本实用新型实施例中，可以采用至少一个麦克风组成音频采集器130，以用于采集音频信号。

在本实用新型一种可能的实现方式中，音频采集器130可以包括双麦克风，双麦克风分别设置于外壳110内，且靠近外壳110相对的两个边沿。

图4为具有双麦克风的键盘装置示意图。如图4所示，双麦克风阵列键盘装置中，双麦克风分别设置在按键F1的左上方和按键F12的右上方，双麦克风阵列键盘装置仅支持语音录入功能，而不支持语音播报功能，结构相对简单。

图4只是本案双麦克风键盘装置的其中一种示例图，也可以不按照这种方式布局，比如两个麦克风分别放置在图5所示键盘的上方及下方。

在本实用新型一种可能的实现方式中，音频采集器130可以包括麦克风阵列，其中，麦克风阵列为环形排布，外壳110的操作面对应环形的中心位置设置有语音识别按键122。外壳110对应麦克风阵列部分设置的开口部覆盖有防尘网。

图5为具有麦克风阵列的键盘装置示意图，图6为麦克风阵列的环形排布示意图。如图6所示，环形排布的麦克风阵列由8个麦克风组成，麦克风的编号分别为1～8，中间位置为扬声器(编号为9)。将如图6所示的麦克风阵列应用于键盘中，并在外壳对应麦克风阵列部分设置的开口部覆盖防尘网，可以得到如图5所示的键盘装置。从图5中可以看出，语音识别按键设置在麦克风阵列的中间位置，可以实现语音录入功能。麦克风阵列键盘装置上还设置有语音播报按键，具有语音播报功能。图6只是本案环形排布的麦克风阵列的其中一种示例图，也可以不按照这种方式布局，比如语音识别按键不用正好放在环形麦克风阵列的中间，或者语音识别按键不放在环形麦克风阵列中而放置在其他位置。

通过以上各实施例提供的键盘装置，不仅可以实现语音录入功能，提高信息记录效率，还可以实现语音播报功能，丰富了键盘功能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种键盘装置，其特征在于，包括外壳、键盘按键、音频采集器及电路板；所述键盘按键设置在所述外壳的操作面上，所述电路板和所述音频采集器设置在所述外壳内，且所述外壳对应所述音频采集器部分设置有开口部；

所述键盘装置还包括设置在所述电路板上的输入控制单元、音频输入单元、通信接口和处理单元；所述键盘按键包括用于输入字符的按键阵列以及用于控制语音输入的语音识别按键，所述语音识别按键与所述处理单元连接；

其中，所述输入控制单元，分别与所述按键阵列和所述处理单元连接，用于根据所述按键阵列中所触发的按键生成对应的驱动信号，并将所述驱动信号提供至所述处理单元；

所述音频输入单元，分别与所述音频采集器和所述处理单元连接，用于所述处理单元确定出所述语音识别按键已触发时，将所述音频采集器所采集到的第一音频信号提供给所述处理单元；

所述处理单元，与所述通信接口连接，用于对所述音频输入单元提供的音频进行降噪处理，并将降噪处理后的音频和/或所述驱动信号发送至所述通信接口。

2.根据权利要求1所述的键盘装置，其特征在于，所述音频输入单元包括放大电路和ADC电路；

所述放大电路，与所述音频采集器连接，用于对所述音频采集器所采集到的第一音频信号进行放大处理；

所述ADC电路，与所述放大电路连接，用于将放大后的第一音频信号从模拟电信号转化为数字电信号。

3.根据权利要求1所述的键盘装置，其特征在于，所述音频采集器包括双麦克风或者麦克风阵列。

4.根据权利要求3所述的键盘装置，其特征在于，所述外壳对应所述麦克风阵列部分设置的开口部覆盖有防尘网。

5.根据权利要求1-4任一项所述的键盘装置，其特征在于，所述键盘装置还包括扬声器，所述扬声器设置于所述外壳内，且所述外壳对应所述扬声器部分设置有开口部；所述电路板还包括音频输出单元；

所述音频输出单元，分别与所述处理单元和所述扬声器连接，用于对所述处理单元提供的第二音频信号进行处理，并控制所述扬声器对处理后的第二音频信号进行音频播放。

6.根据权利要求5所述的键盘装置，其特征在于，所述音频输出单元包括：功放电路和DAC电路；

所述DAC电路，与所述处理单元连接，用于将所述处理单元提供的第二音频信号从数字电信号转化为模拟电信号；

所述功放电路，与所述DAC电路连接，用于对所述DAC电路输出的第二音频信号进行放大处理。

7.根据权利要求5所述的键盘装置，其特征在于，所述键盘按键还包括用于控制音频播放的播报按键；所述播报按键与所述处理单元连接；

所述音频输出单元，具体用于所述处理单元确定出所述播报按键已触发时，对所述处理单元提供的第二音频信号进行处理，并控制所述扬声器对处理后的第二音频信号进行音频播放。

8.根据权利要求5所述的键盘装置，其特征在于，所述通信接口包括信号线，所述信号线用于发送降噪处理后的音频和/或所述驱动信号，以及用于获取待合成文本和/或音频文件；

所述处理单元，与所述信号线连接，还用于根据所述音频文件生成第二音频信号，和/或根据所述待合成文本进行语音合成得到所述第二音频信号。

9.根据权利要求1-4任一项所述的键盘装置，其特征在于，所述键盘装置的供电单元与所述通信接口的电源线连接；

所述供电单元，与所述处理单元连接，用于通过所述通信接口获取电能，并提供至所述处理单元。