CN215818513U

CN215818513U - 主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统

Info

Publication number: CN215818513U
Application number: CN202121476621.9U
Authority: CN
Inventors: 王芬; 李昆柏; 孔祥杰
Original assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Current assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2031-06-29

Abstract

本实用新型公开的主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统,实现主动降噪系统和分区语音识别系统的麦克风系统共用，将主动降噪系统的四个数字麦克风和四声区语音识别的四个模拟麦克风复用，同时兼顾两功能的麦克风的参数选型和布置位置，最终只用四个主动降噪数字麦克风同时实现主动降噪和语音识别功能。在满足两功能的性能目标前提下实现成本降低、总量降低、线束减少的效果。

Description

主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统

技术领域

本实用新型属于汽车零部件，具体涉及主动降噪及语音识别复用麦克风系统。

背景技术

电动汽车主要噪声来源包括：1、风噪和降噪；2、空调、热管理；3、电驱系统的高频啸叫；4、其他异响。针对这些噪声，其中，电驱的高频啸叫，往往需要源及路径多轮次整改，周期长成本高；而抱怨最多的中低速风噪等降噪问题，如果加以抑制和利用，可提升用户体验。

主动降噪技术是从结构声与空气声角度专门针对降噪进行主动噪声消减，采集降噪源，主动发出反向相位信号，通过相位反向叠加，主动消除用户感知到的降噪噪声，对解决中低降噪这一电动汽车的TOP抱怨问题效果明显且可感知。

主动降噪系统通过采集声音/振动及车辆状态，进行计算分析，生成声音，并发出声音来进行误差补偿原理实现。其中麦克风阵列需要采集车内噪声源，并辅助车外振动传感器的降噪声源，共同作为信号输入到主动降噪控制器（通常主动降噪处理算法集成在外置功放中）中，算出补偿声音，通过扬声器阵列输出到人耳，主观感受到降噪的效果。

智能座舱系统的语音识别功能是为了解决用户在开车过程中释放双手通过语音交流实现对车载娱乐系统（HU）的操控。车内的麦克风阵列采集车内不同座位人员的声音，通过车载娱乐系统的分区语音识别算法，实现语音识别（ASR, Automatic SpeechRecognition）、语义理解（NLP, Natural Language Processing），并作出反馈，形成对话交互的指令，达到车内成员对车载娱乐系统的操控。

主动降噪和语音识别系统都需要麦克风阵列采集车内声源，但是两者的目的不同，主动降噪用于消噪，语音识别系统用于识别说话的内容，两功能对麦克风的参数指标要求、个数、布置位置都不同。本发明提供一种麦克风阵列系统方案，实现电动车的整车主动降噪C和语音识别功能复用，节省成本。

发明内容

本发明公开的主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统，提供一种系统方案，实现电动车的整车主动降噪和语音识别功能复用，节省成本。

本发明公开的主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统，包括，

同时实现车内语音对话信号及车内噪音信号采集的车内音频信号采集单元，

车内语音对话语音识别处理模块（P1），

主动降噪处理模块（P2），

根据识别的语音信息实现语音控制的车内第一执行器组（A1），

和控制输出补偿声音的车内第二执行器组（A2）；

所述车内音频信号采集单元与车内语音对话语音识别处理模块（P1）通过麦克风阵列的模拟信号端口连接；所述车内语音对话语音识别处理模块（P1）与车内第一执行器组（A1）电连接；

所述车内音频信号采集单元与主动降噪处理模块（P2）通过麦克风阵列的数字信号端口连接；所述主动降噪处理模块（P2）与车内第二执行器组（A2）电连接。

进一步地，

车内音频信号采集单元为同时录入乘车人员说话的声音以及车内噪音的数字麦克风阵列；所述数字麦克风阵列的为信噪比指标模块满足语音识别处理标准兼顾覆盖主动路噪控制要求，灵敏度指标模块满足主动降噪处理标准兼顾覆盖语音识别要求的数字麦克风阵列。

进一步地，

车内语音对话语音识别处理模块（P1）包括：

将数字语音信号转化成模拟语音信号用于语音识别算法处理的数字信号转模拟信号模块，和

识别车内乘车人员的声音并转变成控制指令的语音识别算法模块，所述语音识别算法模块集成在车载信息语音终端总成HU中。

进一步地，

主动降噪处理模块（P2）包括主动降噪识别算法模块（AM2）；车内音频信号采集单元与主动降噪识别算法模块（AM2）通过麦克风阵列的数字信号端口连接；主动降噪识别算法模块（AM2）与车内第二执行器组（A2）电连接。

进一步地，主动降噪处理模块（P2）集成在外置功放中。

进一步地，车内第一执行器组（A1）为语音需要控制的模块；语音需要控制的模块包括车窗开闭控制模块、地图开启关闭控制模块及音乐控制播放模块。

进一步地，车内第二执行器组（A2）为控制外置功放输出补偿声音的扬声器阵列。

进一步地，数字麦克风阵列在前后排分布式布置，布置在顶棚或安全拉手处。

本实用新型有益技术效果为：

实现主动降噪系统和分区语音识别系统的麦克风系统共用，将主动降噪系统的四个数字麦克风和四声区语音识别的四个模拟麦克风复用，同时兼顾两功能的麦克风的参数选型和布置位置，最终只用四个主动降噪数字麦克风同时实现主动降噪和语音识别功能。在满足两功能的性能目标前提下实现成本降低、总量降低、线束减少的效果。

附图说明

图1为现有技术主动降噪和语音识别系统方案原理图；

图2为现有技术语音识别系统工作流程图；

图3为现有技术主动降噪系统工作流程图；

图4为本发明主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统原理图；

图5 为本发明主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。

如图1和图2所示，现有技术语音识别系统主要包括：车内语音对话信号采集单元（C1），车内语音对话语音识别处理模块（P1），车内第一执行器组（A1）。

所述车内语音对话信号采集单元（C1）：包括4个语音模拟麦克风阵列（Sensor1、Sensor2、Sensor3、Sensor4，简称S1、S2、S3、S4），录入乘车人员说话的声音；

所述车内语音对话语音识别处理模块（P1）：包括语音识别算法模块（AM1），集成在车载信息语音终端总成HU中，识别车内乘车人员的声音，转变成控制指令；

所述车内第一执行器组（A1）为语音需要控制的模块，语音需要控制的模块包括车窗开闭控制模块、地图开启关闭控制模块及音乐控制播放模块。

其中，车内语音对话信号采集单元（C1）与车内语音对话语音识别处理模块（P1）通过麦克风阵列的模拟信号端连接；

其中，车内语音对话语音识别处理模块识别的控制指令输出给车内执行器组，控制车内相关模块产生语音指令要求的动作。如：控制车窗开启或关闭、控制地图开启或关闭、控制播放歌曲等。

如图1和图3所示，现有技术主动降噪的系统主要包括：车内噪音信号采集单元（C2），车外噪音信号采集单元（C3），主动降噪处理模块（P2）和车内第二执行器组（A2）。

所述车内噪音信号采集单元(C2）：包括4个语音模拟麦克风阵列（Sensor5、Sensor6、Sensor7、Sensor8，简称S5、S6、S7、S8），录入除乘车人员说话的声音之外的车内噪音；

所述车外噪音信号采集单元（C3）：包括4个振动传感器阵列（Sensor9、Sensor10、Sensor11、Sensor12，简称S9、S10、S11、S12），录入车外轮胎产生的路噪声音；

所述主动降噪处理模块（P2）：包括主动降噪识别算法模块（AM2），集成在外置功放中；

所述车内执行器组（A2）为扬声器阵列，主要控制外置功放输出的补偿声音的发声。

其中，车内噪音信号采集单元(C2）与主动降噪处理模块（P2）通过数字麦克风阵列的数字信号端口连接；

其中，车外噪音信号采集单元（C3）与主动降噪处理模块（P2）通过振动传感器阵列的数字信号端口连接；

综合上述两个系统，现有技术用于主动降噪和语音识别麦克风系统主要包括：语音采集单元（包括4个语音识别模拟麦克风），语音识别系统，主动降噪麦克风（包括4个主动降噪数字麦克风）和主动降噪系统。共需要8个麦克风，布置位置不同，布置要求高，成本高。

本专利提供的主动降噪和语音识别麦克风系统，将主动降噪的4个数字麦克风与语音识别的4个模拟麦克风复用。节省4个模拟麦克风。如图4和图5所示，本发明公开的主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统，包括:

车外噪音信号采集单元，

车内语音对话语音识别处理模块（P1），

主动降噪处理模块（P2），

和控制输出补偿声音的车内第二执行器组（A2）；

所述主动降噪处理模块（P2）通过麦克风阵列的数字信号端口连接；所述主动降噪处理模块（P2）与车内第二执行器组（A2）电连接。

车内音频信号采集单元为同时录入乘车人员说话的声音以及车内噪音的数字麦克风阵列，包括4个数字麦克风阵列；数字麦克风阵列的为信噪比指标模块满足语音识别处理标准兼顾覆盖主动路噪控制（RNC，road noise control）要求，灵敏度指标模块满足主动降噪处理标准兼顾覆盖语音识别要求的数字麦克风阵列。数字麦克风阵列在前后排分布式布置，布置在顶棚或安全拉手处。

车内语音对话语音识别处理模块（P1）包括：包括数字信号转模拟信号模块，将数字语音信号转化成模拟语音信号，用于语音识别算法模块（AM1）处理，以及语音识别算法模块（AM1），集成在车载信息语音终端总成HU中，识别车内乘车人员的声音，转变成控制指令。

主动降噪处理模块（P2）包括主动降噪识别算法模块（AM2）；车内音频信号采集单元与主动降噪识别算法模块（AM2）通过麦克风阵列的数字信号端口连接；主动降噪识别算法模块（AM2）与车内第二执行器组（A2）电连接。主动降噪处理模块（P2）集成在外置功放中。

车内第一执行器组（A1）为语音需要控制的模块；语音需要控制的模块包括车窗开闭控制模块、地图开启关闭控制模块及音乐控制播放模块。

车内第二执行器组（A2）为控制外置功放输出补偿声音的扬声器阵列。

所述车外噪音信号采集单元（C3），包括4个振动传感器阵列，录入车外轮胎产生的路噪声音；车外噪音信号采集单元（C3）与主动降噪处理模块（P2）通过振动传感器阵列的数字信号端口连接。

本实用新型公开的主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统具体实施要求为：

（1）主动降噪麦克风参数指标需要同时满足语音识别麦克风的要求；

（2）语音识别麦克风改用数字类型，同时需要在语音识别模块（车载信息娱乐终端总成HU）中增加数字转模拟模块。

（3）选型的数字麦克风型号时，其中频响覆盖RNC功能和语音识别功能范围，信噪比指标以语音识别的为准可以覆盖RNC的要求，灵敏度以主动降噪的为准，可以覆盖语音识别的要求。

（4）布置位置，采用前后排分布式布置方式，保证单个麦克风到人耳距离满足语音识别和主动降噪的要求。可布置在顶棚或安全拉手处，最终的位置可根据整车内饰造型确定。

Claims

1.主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统，其特征在于：包括，

车内语音对话语音识别处理模块（P1），

主动降噪处理模块（P2），

和控制输出补偿声音的车内第二执行器组（A2）；

2.如权利要求1所述的主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统，其特征在于：

3.如权利要求2所述主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统，其特征在于：

车内语音对话语音识别处理模块（P1）包括：

4.如权利要求3所述主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统，其特征在于：主动降噪处理模块（P2）包括主动降噪识别算法模块（AM2）；车内音频信号采集单元与主动降噪识别算法模块（AM2）通过麦克风阵列的数字信号端口连接；主动降噪识别算法模块（AM2）与车内第二执行器组（A2）电连接。

5.如权利要求4所述主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统，其特征在于：主动降噪处理模块（P2）集成在外置功放中。

6.如权利要求5所述主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统，其特征在于：车内第一执行器组（A1）为语音需要控制的模块；语音需要控制的模块包括车窗开闭控制模块、地图开启关闭控制模块及音乐控制播放模块。

7.如权利要求6所述主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统，其特征在于：车内第二执行器组（A2）为控制外置功放输出补偿声音的扬声器阵列。

8.如权利要求7所述主动降噪控制及语音识别复用麦克风系统，其特征在于：数字麦克风阵列在前后排分布式布置，布置在顶棚或安全拉手处。