TW202046061A

TW202046061A - 啟動語音助理的方法及具有語音助理的電子裝置

Info

Publication number: TW202046061A
Application number: TW108119944A
Authority: TW
Inventors: 林春吉; 陳瑩珊; 魏彤庭
Original assignee: 英業達股份有限公司
Priority date: 2019-06-10
Filing date: 2019-06-10
Publication date: 2020-12-16

Abstract

一種適用於電子裝置的啟動語音助理的方法，包括：針對處於休眠狀態之電子裝置，提供電力至電子裝置之喚醒組件，以喚醒裝置取得喚醒訊號並執行喚醒程序，在喚醒訊號通過喚醒程序之後，提供電力至電子裝置之處理器及電子裝置之通訊模組以將電子裝置由休眠狀態喚醒，以及以處理器運行語音助理程序並透過通訊模組連線至語音助理伺服器。

Description

啟動語音助理的方法及具有語音助理的電子裝置

本發明係關於一種啟動語音助理的方法及具有語音助理的電子裝置，特別是一種可在休眠狀態啟動語音助理的電子裝置及其方法。

隨著語音辨識技術的成熟，使用者除了可以在智慧型手機上使用數位語音助理(Digital Voice Assistant，DVA)，亦可在個人電腦上與數位語音助理進行互動。另一方面，由於筆記型電腦的便攜性，使用者更希望能長時間的在外使用筆記型電腦與其搭載的語音助理功能。為了節省電池電力的消耗，使用者可透過闔上筆記型電腦的螢幕上蓋來讓電腦進入休眠模式。

然而，現有的筆記型電腦僅能筆記型電腦正常使用的場景上與數位語音助理進行互動，而無法在螢幕閉合或在使用者按壓電源鍵使筆記型電腦進入休眠模式時使用數位語音助理的功能，因此帶給使用者許多不便之處。

有鑑於上述提及的問題，本發明提出一種在休眠狀態啟動語音助理的電子裝置及其方法，藉此解決休眠模式中的筆記型電腦無法與語音助理互動導致使用場景不連貫的問題。

依據本發明之一實施例所敘述的一種啟動語音助理的方法，適用於電子裝置，所述的方法包括：針對處於休眠狀態之電子裝置，提供電力至電子裝置之喚醒組件；以喚醒組件取得喚醒訊號並執行喚醒程序；在喚醒訊號通過喚醒程序之後，提供電力至電子裝置之處理器及電子裝置之通訊模組，以將電子裝置由休眠狀態喚醒；以及以處理器執行語音助理程序並透過通訊模組連線至語音助理伺服器。

依據本發明一實施例所敘述的一種具有語音助理的電子裝置，包括：電源供應器，用以提供電力；喚醒組件，電性連接電源供應器以接收電力，喚醒組件用以取得喚醒訊號、執行喚醒程序並據以產生驗證結果；處理器，電性連接電源供應器及喚醒組件，處理器具有休眠狀態及工作狀態，處理器用以根據驗證結果選擇性地從休眠狀態切換為工作狀態，處理器更用以在處於工作狀態時執行語音助理程序；以及通訊模組，電性連接處理器，通訊模組用以在處理器執行語音助理程序時通訊連線至語音助理伺服器；其中，處理器係於電源供應器輸入電力至處理器時呈現工作狀態，處理器係於電源供應器不輸入電力至處理器時呈現休眠狀態。

綜上所述，依據本發明實施例所敘述的一種可在休眠狀態啟動語音助理的電子裝置其啟動語音助理的方法，其中所揭露的操作流程架構與喚醒機制（例如用戶身份辨識）可讓筆記本電腦在螢幕閉合時能夠連線使用數位語音助理功能，因此得以擴展數位語音助理的使用情境，讓使用者在筆記型電腦上與數位語音助理互動時的體驗感如同智能音箱一樣，不需要螢幕的參與即可利用口語對談完成任務。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請一併參照圖1A及圖1B。圖1A係繪示本發明一實施例所敘述的具有語音助理的電子裝置10的架構示意圖，圖1B係繪示本發明一實施例的具有語音助理的電子裝置10的外觀示意圖。如圖1A所示，所述的具有語音助理的電子裝置10包括：喚醒組件1、處理器3、通訊模組5及電源供應器7。電源供應器7電性連接喚醒組件1、處理器3及通訊模組5。處理器3電性連接喚醒組件1及通訊模組5。實務上，所述的電子裝置10例如係筆記型電腦，然而本發明並不以此限制電子裝置10的硬體類型。

喚醒組件1電性連接電源供應器7以接收電源供應器7提供之電力。喚醒組件1用以取得喚醒訊號、執行喚醒程序並據以產生一喚醒結果。

在一實施例中，喚醒訊號係使用者的一語音訊號，例如為「Hi Cortana」，且喚醒組件1係一語音辨識電路，所述的喚醒程序係：當此語音辨識電路偵測到任何語音訊號時，語音辨識電路隨即比對此語音訊號及本身預存的喚醒訊號，若兩者相符，即語音訊號與預存喚醒訊號兩者之相似度大於或等於一預設值時，語音辨識電路產生一喚醒結果指示為「允許喚醒」，其代表喚醒訊號通過喚醒程序。否則，產生另一喚醒結果指示為「禁止喚醒」，其代表喚醒訊號未通過喚醒程序。

在另一實施例中，喚醒組件1例如採用身分辨識組件，且喚醒訊號係身份驗證訊號，喚醒程序係身份驗證程序，在此實施例中，喚醒結果係用於指示透過身份辨識組件驗證身份的使用者是否為合法使用者。又，在後文中主要以身分辨識組件之實施例進行說明。

請參考圖1B所繪示的電子裝置10的外觀示意圖。在一實施例中，具有語音助理的電子裝置10包括一殼體S，此殼體S具有一外表面。例如當電子裝置10為圖1B所繪示的筆記型電腦時，殼體S即為筆記型電腦之外殼。在圖1B實施例所繪示的外觀示意圖中，身份辨識組件係一指紋辨識組件，其中指紋辨識組件部分外露於殼體S的外表面。所外露的部分係用於接收使用者的一指紋資訊。

請參考圖1C，其係繪示本發明另一實施例的喚醒組件1的架構示意圖。在另一實施例的第一種實施態樣中，喚醒組件1包括指向性麥克風12、類比數位轉換器14及語音辨識電路16。指向性麥克風12用以取得喚醒語音及判斷喚醒語音之一響度是否超過一指定分貝值。類比數位轉換器14電性連接指向性麥克風12，並用以將喚醒語音轉換為一數位訊號。語音辨識電路16電性連接類比數位轉換器14，且用以判斷數位訊號是否與一預存訊號相符。詳言之，在此實施例中，使用者透過發出具有一定響度的語音作為身份辨識之用。所發出的語音中包含啟用語音助理所需的「關鍵字」。喚醒組件1在確認所接收到的喚醒語音之響度超過預設值後，方可確認此喚醒語音確實為使用者所發出，而非一般的背景雜音。因此喚醒組件1進一步將喚醒語音的類比訊號轉換為數位訊號，再行依據數位訊號判斷數位訊號中所包含的「關鍵字」是否符合系統內預存的喚醒用「關鍵語句」。詳言之，語音辨識電路16比對「關鍵字」及「關鍵語句」的相似度以判斷兩者是否相符。若相似度大於或等於一預設值，語音辨識電路16產生一喚醒結果，此喚醒結果用以指示數位訊號與該存數位訊號兩者相符，亦代表使用者為設置或知道此關鍵語句的合法使用者，在本實施態樣中，關鍵字及關鍵語句相當於以語音實現的密碼。由於採用指向性麥克風12，因此唯有當使用者發出的喚醒語音足夠大聲時，才能被指向性麥克風12接收到並由類比數位轉換器14進行數位訊號的轉換。故可在保留由使用者未透過語音喚醒語音助理的時候，節省類比數位轉換器14及語音辨識電路16的電力消耗，進一步節省電子裝置10整體的電力消耗。

承上述另一實施例的第一種實施態樣，在另一實施例的第二種實施態樣中，其與第一實施態樣的差別在於：喚醒組件1中的語音辨識電路16更包括聲紋辨識模組，並且預存合法使用者的聲紋資訊。喚醒組件1在確認所接收到的喚醒語音之響度超過預設值後，除了將喚醒語音的類比訊號轉換為數位訊號，並判斷數位訊號中所包含的「關鍵字」是否符合系統內預存的喚醒用「關鍵語句」之外，更判斷此數位訊號中包含的聲紋資訊（例如為波形訊號）是否與合法使用者預存的聲紋資訊互相匹配。若關鍵字及聲紋資訊兩者皆符合合法使用者預先錄製的關鍵語句與聲紋資訊，喚醒組件1方可確認此喚醒語音確實為「合法使用者」所發出，然後繼續啟動語音助理的流程。在第二種實施態樣中，由於喚醒組件1中的語音辨識電路16更包括聲紋辨識模組，因此可確保合法使用者啟動語音助理的獨佔性，避免有心人士因偷聽到關鍵字而得以任意啟動電子裝置10的語音助理，竊取合法使用者的個人隱私。

處理器3具有休眠狀態及工作狀態。休眠狀態代表電源供應器不輸入電力至處理器3供其運作，例如進階組態與電源介面（Advanced Configuration and Power Interface，ACPI）所定義的S3狀態。工作狀態代表電源供應器7輸入電力至處理器3供其運作，例如ACPI所定義的S0狀態。處理器3用以根據驗證結果選擇性地從休眠狀態切換為工作狀態。換言之，當使用者通過一般喚醒程序或具有身份辨識的喚醒程序後，便可喚醒處於休眠狀態的處理器3，並使電源供應器7提供處理器3電力以便將處理器3切換為工作狀態。在切換為工作狀態之後，處理器3方可執行語音助理程序。通訊模組5則用以在處理器3執行語音助理程序時通訊連線至語音助理伺服器30，以便傳輸在電子裝置10端的使用者的語音操作指令與語音助理伺服器30端的回應資訊。

電源供應器7用以提供電子裝置10中的各個元件運作所需之電力。所述的元件包括喚醒組件1、處理器3、通訊模組5等。

請參考圖2，其係繪示依據本發明之一實施例的啟動語音助理的方法的流程圖。所述的方法適用於圖1A及圖1B所繪示的電子裝置10。

請參考步驟S31：提供電力至喚醒組件1。詳言之，針對處於休眠狀態的電子裝置10，由電源供應器7提供電力至電子裝置10的喚醒組件1。在一實施例中，所述的喚醒組件1係身分辨識組件。後文將以身分辨識組件為例說明。

實務上，在電子裝置10進入休眠狀態之前，使用者可預先設定是否啟動「在休眠狀態使用語音助理」的功能。該功能例如由電子裝置10外部專屬的硬體開關設定，或是由軟體透過對話視窗詢問使用者是否允許在電子裝置10處於休眠狀態時利用指紋登入進行身份辨識以啟動語音助理。而若用戶選擇利用指紋登入以啟動語音助理功能，則需預先採集用戶的指紋以便後續進行識別驗證。當使用者允許「在休眠狀態使用語音助理」的功能之後，使用者可透過闔上螢幕或是快按電源鍵的方式讓電子裝置10進入ACPI所定義的S3狀態（即休眠狀態時），並且電源供應器7仍持續供應身份辨識組件1的電力。

請參考步驟S33：喚醒組件取得喚醒訊號並執行喚醒程序。詳言之，當喚醒組件採用身分辨識組件時，本步驟相當於身份辨識組件取得身份驗證訊號並執行身份驗證程序。

在一實施例中，所述的身份辨識組件係指紋辨識組件，且身份辨識訊號係指紋圖像。因此身份驗證程序例如係由指紋辨識組件中的辨識電路比對接收到的指紋圖像和預存的指紋圖像是否相符，藉此判斷本次欲啟用語音助理的使用者是否為合法用戶。所述的身份辨識組件亦可採用掌紋、虹膜、視網膜、靜脈等等生物辨識技術，本發明對此並不限制作為身份驗證的生物辨識技術之類型。

請參考圖3，其係繪示另一實施例的步驟S33~S35的細部流程圖。在另一實施例中，喚醒組件1包括指向性麥克風12、類比數位轉換器14及語音辨識電路16。請參考步驟S332：指向性麥克風12取得喚醒語音。詳言之，使用者朝向指向性麥克風12發出足夠音量的喚醒語音，其中包含喚醒用的關鍵語句。請參考步驟S334：判斷喚醒語音之響度值是否超過門檻值。若否，代表指向性麥克風所接收到的聲音可能為背景雜音，而非使用者的喚醒語音。因此回到步驟S332。另一方面，當喚醒語音之響度超過一指定分貝值時，則移至步驟S334：類比數位轉換器14將喚醒語音轉換為數位訊號並以此數位訊號作為喚醒訊號。前述的步驟S332~S336對應於圖2的步驟S33。請參考步驟S338：語音辨識電路16判斷數位訊號是否與一預存數位訊號相符。若相符，則代表喚醒訊號通過喚醒程序。本步驟S338對應至圖2的步驟S35。

請參考圖3。在另一實施例的第一種實施態樣中，舉例來說，使用者說出的喚醒關鍵語句是：「啟動我的微軟Cortana」。則在指向性麥克風組件收到此啟動語音，並且判斷出「啟動」二字的語音分貝值超過預設門檻值之後，類比數位轉換器隨即可將「我的微軟Cortana」的語音訊號轉換為數位訊號，再與事先預存的數位訊號進行比對，以判斷是否為合法使用者。在另一實施例的第二種實施態樣中，在步驟S338除了如上述判斷語音訊號中的關鍵字是否與預設值互相吻合，語音辨識電路16同時更包括比對語音訊號的波形所代表的聲紋資訊是否與合法使用者預先儲存的聲紋資訊互相吻合。在此實施態樣中，關鍵字及聲紋資訊皆須通過比對，才代表本次發出喚醒語音的使用者通過喚醒程序（身分驗證程序）。

請參考步驟S35：判斷喚醒訊號是否通過喚醒程序。在喚醒程序係身分辨識程序的實施例中，若確認身份失敗，則不執行後續步驟也不啟動啟動語音助理，並且回到步驟S33等待再次接收喚醒訊號。若確認身份成功，則可繼續執行步驟S7。

請參考步驟S37。在喚醒訊號通過喚醒程序之後，提供電力至電子裝置10之處理器3及電子裝置10之通訊模組7以喚醒處於休眠狀態之處理器3及通訊模組7。

請參考步驟S39。處理器3執行語音助理程序並透過通訊模組7連線至語音助理伺服器30。當語音助理完成所有準備程序後，可發出例如「Hi Tom, may I help you?」之類的問候語音通知使用者已經可以開始跟語音助理進行互動。

在一實施例中，在執行步驟S39或步驟S37時可一併啟動電子裝置10之收音模組以及致能收音模組之人聲收集增益功能及非人聲降噪功能。藉此，可以讓語音助理接收到的使用者語音更加清晰，提升語音助理判斷使用者語意的準確度。

綜合以上所述，依據本發明實施例所敘述的一種可在休眠狀態啟動語音助理的電子裝置其啟動語音助理的方法，其中所揭露的操作流程架構與喚醒機制（例如用戶身份辨識機制）可讓筆記本電腦在螢幕閉合時能夠連線使用數位語音助理功能，因此得以擴展數位語音助理的使用情境，讓使用者在筆記型電腦上與數位語音助理互動時的體驗感如同智能音箱一樣，不需要螢幕的參與即可利用口語對談完成任務。另外，在啟用語音助理之前係透過身份辨識組件確認使用者的身份，因此可確認使用者的隱私與資料的安全。避免他人任意透過語音助理竊取使用者的私人行程或是通訊錄等資料。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

10:具有語音助理的電子裝置 S:殼體 1:喚醒組件 3:處理器 5:通訊模組 7:電源供應器 12:指向性麥克風 14:類比數位轉換器 16:語音辨識電路 20:網路 S31~S39:步驟 S332~S338:步驟

圖1A係依據本發明之一實施例所繪示的具有語音助理的電子裝置的架構示意圖。圖1B係依據本發明之一實施例所繪示的具有語音助理的電子裝置的外觀示意圖。圖1C係依據本發明之另一實施例所繪示的身份辨識組件的架構示意圖。圖2係依據本發明之一實施例所繪示的啟動語音助理的方法的流程圖。圖3係依據本發明之另一實施例所繪示的步驟S33~S35的細部流程圖。

S31~S39:步驟

Claims

一種啟動語音助理的方法，適用於一電子裝置，所述的方法包括：針對處於一休眠狀態之該電子裝置，提供一電力至該電子裝置之一喚醒組件；以該喚醒組件取得一喚醒訊號並執行一喚醒程序；在該喚醒訊號通過該喚醒程序之後，提供該電力至該電子裝置之一處理器及該電子裝置之一通訊模組，以將該電子裝置由該休眠狀態喚醒；以及以該處理器執行一語音助理程序並透過該通訊模組連線至一語音助理伺服器。
如請求項1所述啟動語音助理的方法，其中該喚醒組件係一身分辨識組件，該喚醒訊號係一身分驗證訊號且該喚醒程序係一身分驗證程序。
如請求項2所述啟動語音助理的方法，其中該身份辨識組件係一指紋辨識組件，且該身份辨識訊號係一指紋圖像。
如請求項1所述啟動語音助理的方法，其中該喚醒組件係一語音辨識電路，該喚醒訊號係一語音訊號；且以該喚醒組件執行該喚醒程序更包括：在取得該語音訊號後，以該語音辨識電路比對該語音訊號及一預存喚醒訊號之一相似度；其中當該相似度大於或等於一預設值時，以該語音辨識電路產生一喚醒結果，該喚醒結果用以指示該喚醒訊號通過該喚醒程序。
如請求項1所述的啟動語音助理的方法，其中該喚醒組件包括一指向性麥克風、一類比至數位轉換器及一語音辨識電路，且該喚醒程序更包括：以該指向性麥克風取得一喚醒語音；當該喚醒語音之一響度超過一門檻值時，以一類比數位轉換器將該喚醒語音轉換為一數位訊號並以該數位訊號作為該喚醒訊號；以及以該語音辨識電路判斷該數位訊號是否與一預存數位訊號相符。
如請求項5所述的啟動語音助理的方法，其中以該語音辨識電路判斷該數位訊號是否與該預存數位訊號相符更包括：以該語音辨識電路從該數位訊號中取得一關鍵字；以該語音辨識電路從該預存數位訊號中取得一關鍵語句；以及以該語音辨識電路比對該關鍵字及該關鍵語句之一相似度；其中當該相似度大於或等於一預設值時，以該語音辨識電路產生一喚醒結果，該喚醒結果用以指示該數位訊號與該預存數位訊號相符。
如請求項5所述的啟動語音助理的方法，其中以該語音辨識電路判斷該數位訊號是否與該預存數位訊號相符更包括：以該語音辨識電路從該數位訊號中取得一關鍵字；以一聲紋辨識模組從該數位訊號中取得一聲紋資訊；以該語音辨識電路從該預存數位訊號中取得一關鍵語句；以該聲紋辨識模組從該預存數位訊號中取得一預存聲紋資訊；以該語音辨識電路比對該關鍵字及該關鍵語句之一第一相似度；以及以該聲紋辨識模組比對該聲紋資訊及該預存聲紋資訊之一第二相似度；其中當該第一相似度大於或等於一第一預設值且該第二相似度大於或等於該第二預設值時，以該語音辨識電路產生一喚醒結果，該喚醒結果用以指示該數位訊號與該預存數位訊號相符。
如請求項1所述的啟動語音助理的方法，其中在該喚醒訊號通過該喚醒程序之後更包括：啟動該電子裝置之一收音模組，以及致能該收音模組之一人聲收集增益功能及一非人聲降噪功能。
一種具有語音助理的電子裝置，包括：一電源供應器，用以提供一電力；一喚醒組件，電性連接該電源供應器以接收該電力，該喚醒組件用以取得一喚醒訊號、執行一喚醒程序並據以產生一喚醒結果；一處理器，電性連接該電源供應器及該喚醒組件，該處理器具有一休眠狀態及一工作狀態，該處理器用以根據該喚醒結果選擇性地從該休眠狀態切換為該工作狀態，該處理器更用以在處於該工作狀態時執行一語音助理程序；以及一通訊模組，電性連接該處理器，該通訊模組用以在該處理器執行該語音助理程序時通訊連線至一語音助理伺服器；其中，該處理器係於該電源供應器輸入該電力至該處理器時呈現該工作狀態，該處理器係於該電源供應器不輸入該電力至該處理器時呈現該休眠狀態。
如請求項9所述的具有語音助理的電子裝置，其中該喚醒組件係一身分辨識組件，該喚醒訊號係一身分驗證訊號且該喚醒程序係一身分驗證程序。
如請求項10所述的具有語音助理的電子裝置，更包括一殼體，該殼體具有一外表面，其中該身份辨識組件係一指紋辨識組件，且該指紋辨識組件部分外露於該外表面。
如請求項9所述的具有語音助理的電子裝置，其中該喚醒組件係一語音辨識電路，該喚醒訊號係一語音訊號；該語音辨識電路用以比對該語音訊號及一預存喚醒訊號之一相似度並據以產生該喚醒結果。
如請求項9所述的具有語音助理的電子裝置，其中該喚醒組件包括一指向性麥克風、一類比數位轉換器及一語音辨識電路，該指向性麥克風用以取得一喚醒語音及判斷該喚醒語音之一響度是否超過一指定分貝值；該類比數位轉換器電性連接該指向性麥克風，並用以將該喚醒語音轉換為一數位訊號；該語音辨識電路電性連接該類比數位轉換器並用以判斷該數位訊號是否與一預存數位訊號相符。
如請求項13所述的具有語音助理的電子裝置，其中該語音辨識電路更用以從該數位訊號中取得一關鍵字，從該預存數位訊號中取得一關鍵語句，比對該關鍵字及該關鍵語句之一第一相似度，以及在該第一相似度大於或等於一預設值時產生一喚醒結果，該喚醒結果用以指示該數位訊號與該預存數位訊號相符。
如請求項14所述的具有語音助理的電子裝置，其中該語音辨識電路更包括一聲紋辨識模組；該聲紋辨識模組用以從該數位訊號中取得一聲紋資訊，從該預存數位訊號中取得一預存聲紋資訊，以及比對該聲紋資訊及該預存聲紋資訊之一第二相似度；該語音辨識電路更用以在該第一相似度大於或等於一第一預設值且該第二相似度大於或等於該第二預設值時產生一喚醒結果，該喚醒結果用以指示該數位訊號與該預存數位訊號相符。
如請求項9所述的具有語音助理的電子裝置，其中該電子裝置係一筆記型電腦。