一種具有語音識別功能的智能開關的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有語音識別功能的智能開關，采用麥克風陣列拾取裝置用于拾取語音命令，然后送入集成電路模塊進行語音識別，得到相應的開或關控制命令進行語音識別，得到相應的開或關控制命令。這樣拾取的語音命令更為清晰，集成電路模塊進行語音識別時，就更為準確，從而提高語音識別能力，滿足用戶在日常噪音環(huán)境下的語音控制需求。
【專利說明】—種具有語音識別功能的智能開關
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電源開關【技術領域】，更為具體地講，涉及一種具有語音識別功能的智能開關。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中，用于家用電器、燈具控制開關品種多種多樣，其中，比較先進的是具有語音識別功能的智能開關。
[0003]通過市場調(diào)查和專利檢索，發(fā)現(xiàn)這些具有語音識別功能的智能開關對用戶發(fā)出語音命令的聲學環(huán)境和發(fā)聲距離要求非常高，并且不具備抗噪處理技術和能力，難以滿足在日常噪音環(huán)境下的控制需求。
[0004]如圖1所示，當說話人A、B同時說話時，語音信號會相互干擾，導致智能開關對A、B兩個人的語音同時進行采集而無法進行正常的命令控制。即使說話人B不發(fā)出語音，其它聲源點產(chǎn)生的環(huán)境噪音也將干擾說話人A發(fā)出的語音命令，語音識別能力較弱，不能有效地實現(xiàn)對智能開關的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有語音識別功能的智能開關，以提高語音識別能力，滿足用戶在日常噪音環(huán)境下的語音控制需求。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有語音識別功能的智能開關，包括集成電路模塊、電器及燈具電源控制模塊；集成電路模塊根據(jù)識別出的開或關控制命令，通過電器及燈具電源控制模塊接通或斷開被控電器、燈具的電源；
[0007]其特征在于，還包括一麥克風陣列拾取裝置，用于拾取語音命令，然后送入集成電路模塊進行語音識別，得到相應的開或關控制命令。
[0008]本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的:
[0009]麥克風陣列拾取裝置是將兩個麥克風的語音信號稱合為一個信號，即在兩個麥克風的正前方形成一個接收區(qū)域，進而削減兩個麥克風側(cè)向的拾音效果。在頻率響應中也可以根據(jù)時域中波束形成與空間濾波器相仿的應用，分析出接收到語音信號音源的方向以及其變化。該技術通常在手機和筆記本電腦中采用，它利用兩個麥克風接收到聲波的相位之間的差異對聲波進行過濾，可以最大限度將環(huán)境背景聲音濾掉，只剩下需要的語音信號。對于在嘈雜的環(huán)境下使用采用了這種配置的設備，在嘈雜的環(huán)境下能使聽者聽起來很清晰，沒雜音。
[0010]本發(fā)明具有語音識別功能的智能開關采用麥克風陣列拾取裝置用于拾取語音命令，然后送入集成電路模塊進行語音識別，得到相應的開或關控制命令進行語音識別，得到相應的開或關控制命令。這樣拾取的語音命令更為清晰，集成電路模塊進行語音識別時，就更為準確，從而提高語音識別能力，滿足用戶在日常噪音環(huán)境下的語音控制需求?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1是現(xiàn)有具有語音識別功能的智能開關接收語音命令示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明具有語音識別功能的智能開關一【具體實施方式】原理框圖；
[0013]圖3是本發(fā)明具有語音識別功能的智能開關語音增強區(qū)域確定的流程圖；
[0014]圖4是一個聲源的語音增強的示意圖；
[0015]圖5是多個聲源示意圖；
[0016]圖6是多個聲源語音增強的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行描述，以便本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當已知功能和設計的詳細描述也許會淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時，這些描述在這里將被忽略。
[0018]圖2是本發(fā)明具有語音識別功能的智能開關一【具體實施方式】原理框圖。
[0019]在本實施例中，如圖1所示，本發(fā)明具有語音識別功能的智能開關在現(xiàn)有集成電路模塊1、電器及燈具電源控制模塊2的基礎上，增加了麥克風陣列拾取裝置。
[0020]麥克風陣列拾取裝置3拾取用戶發(fā)出的語音命令，然后送入集成電路模塊I進行語音識別，得到相應的開或關控制命令。集成電路模塊I根據(jù)識別出的開或關控制命令，通過電器及燈具電源控制模塊2接通或斷開被控電器、燈具的電源。
[0021]在本實施例中，采用兩顆駐極體麥克風或微機電(MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystems)麥克風構成麥克風陣列拾取裝置3,兩顆麥克風之間距離為7CM。
[0022]所述集成電路模塊I包括系統(tǒng)級芯片(SoC，System on Chip)及其外圍電路、AC-DC電路。其中，AC-DC電路將220v電源轉(zhuǎn)換為5v作為系統(tǒng)級芯片的供電。
[0023]所述電器及燈具電源控制模塊2包括繼電器電路、電器及燈具控制電路。通過接通或斷開繼電器電路接通或斷開被控電器、燈具的電源。在本實施例中，電器及燈具控制電路實現(xiàn)對電器、燈具的一些具體控制，如亮度等。
[0024]在本實施例中，通過麥克風陣列拾取裝置3對用戶發(fā)出的語音命令和其它語音噪音進行拾取，對所拾取的聲音在集成電路模塊I中進行麥克風陣列技術的處理，利用麥克風陣列能夠判斷聲源方向的特征，結合語音識別技術判斷出主聲源和次聲源，然后判定語音增強區(qū)域，以此產(chǎn)生新的增強區(qū)域，然后將新產(chǎn)生的增強區(qū)域內(nèi)的聲音進行語音識別處理，得到相應的開或關控制命令；集成電路模塊I根據(jù)識別出的開或關控制命令，通過電器及燈具電源控制模塊2接通或斷開被控電器、燈具的電源。
[0025]其中，如圖3所示，語音識別技術判斷出主聲源和次聲源，然后判定語音增強區(qū)域，以此產(chǎn)生新的增強區(qū)域并進行語音增強為:
[0026]步驟一:判定聲源數(shù)量
[0027]在本實施例中，如圖4所示，集成電路模塊默認對麥克風陣列拾取裝置正前方夾角90度以內(nèi)的語音進行增強，同時對90度以外的噪音進行衰減，然后，就該區(qū)域即正前方夾角90度范圍內(nèi)判斷聲源數(shù)量，如果只有一個聲源，則將該聲源方向的語音信號作為語音命令進行識別，即該發(fā)生源所在區(qū)域作為新的增強區(qū)域，轉(zhuǎn)到步驟四；[0028]如果存在多個發(fā)聲源的情況，則需要進入步驟二以確定主聲源；
[0029]步驟二:確定主聲源
[0030]在本實施例中，如圖5所示，當存在多個聲源的情況下，根據(jù)所有聲源聲音能量的強弱進行排序，選取能量最強的2個聲源作為進一步判定的對象。假定圖4中，聲源I和聲源2為最強的語音信號。
[0031]如圖6所示，對聲源I的區(qū)域內(nèi)進行語音增強，對聲源I以外區(qū)域的噪音進行衰減，并將處理后的語音信號作為語音命令送入集成電路模塊進行識別。
[0032]同理，對聲源2的區(qū)域內(nèi)進行語音增強，對聲源2以外區(qū)域的噪音進行衰減，并將處理后的語音信號作為語音命令送入集成電路模塊進行識別。
[0033]如果聲源1、聲源2的語音命令都能正常識別處理，或者都不能正常識別出來，那么則以麥克風陣列裝置3拾取到語音信號的能量大小來判斷主次聲源，即能量大的聲源為主聲源，能量相對較小的為次聲源。
[0034]如果其中一個聲源的語音命令被識別出來，另外一個聲源的語音命令沒有被識別出來，則判定識別出來的聲源為主聲源，沒有被識別出結果的為次聲源。
[0035]步驟三:產(chǎn)生新的增強區(qū)域
[0036]以步驟二確定的主聲源所在區(qū)域為新的增強區(qū)域，語音識別過程中，均對主聲源夾角f區(qū)域內(nèi)的聲音進行增強，區(qū)域外的聲音進行衰減，其中，夾角f根據(jù)具體情況確定。
[0037]步驟四:增強區(qū)域重置
[0038]在產(chǎn)生新的增強區(qū)域后，3分鐘沒有發(fā)出語音指令，則將增強區(qū)域重置為步驟一所述默認區(qū)域，進行重新增強區(qū)域的重新確定。
[0039]盡管上面對本發(fā)明說明性的【具體實施方式】進行了描述，以便于本【技術領域】的技術人員理解本發(fā)明，但應該清楚，本發(fā)明不限于【具體實施方式】的范圍，對本【技術領域】的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。
【權利要求】
1.一種具有語音識別功能的智能開關，包括集成電路模塊、電器及燈具電源控制模塊；集成電路模塊根據(jù)識別出的開或關控制命令，通過電器及燈具電源控制模塊接通或斷開被控電器、燈具的電源； 其特征在于，還包括一麥克風陣列拾取裝置，用于拾取語音命令，然后送入集成電路模塊進行語音識別，得到相應的開或關控制命令。
2.根據(jù)權利要求1所示的智能開關，其特征在于，所述的麥風陣列拾取裝置為兩顆駐極體麥克風或微機電(MEMS, Micro-Electro-Mechanical Systems)麥克風,兩顆麥克風之間距離為7CM。
3.根據(jù)權利要求1所示的智能開關，其特征在于，所述的集成電路模塊進行語音識別前，還要利用麥克風陣列能夠判斷聲源方向的特征，結合語音識別技術判斷出主聲源和次聲源判斷出主聲源和次聲源，然后判定語音增強區(qū)域，以此產(chǎn)生新的增強區(qū)域并進行語音增強: (1)、判定聲源數(shù)量 集成電路模塊默認對麥克風陣列拾取裝置正前方夾角90度以內(nèi)的語音進行增強，同時對90度以外的噪音進行衰減，然后，就該區(qū)域即正前方夾角90度范圍內(nèi)判斷聲源數(shù)量，如果只有一個聲源，則將該聲源方向的語音信號作為語音命令進行識別，即該發(fā)生源所在區(qū)域作為新的增強區(qū)域，轉(zhuǎn)到步驟(4)； 如果存在多個發(fā)聲源的情況，則需要進入步驟(2)以確定主聲源； (2)、確定主聲源 當存在多個聲源的情況下，根據(jù)所有聲音能量的強弱進行排序，選取能量最強的2個聲源，作為進一步判定的對象，所述的最強的2個聲源用聲源1、聲源2表示； 對聲源I的區(qū)域內(nèi)進行語音增強，對聲源I以外區(qū)域的噪音進行衰減，并將處理后的語音信號作為語音命令送入集成電路模塊進行識別； 同理，對聲源2的區(qū)域內(nèi)進行語音增強，對聲源2以外區(qū)域的噪音進行衰減，并將處理后的語音信號作為語音命令送入集成電路模塊進行識別； 如果聲源1、聲源2的語音命令都能正常識別處理，或者都不能正常識別出來，那么則以麥克風陣列裝置3拾取到語音信號的能量大小來判斷主次聲源，即能量大的聲源為主聲源，能量相對較小的為次聲源； 如果其中一個聲源的語音命令被識別出來，另外一個聲源的語音命令沒有被識別出來，則判定識別出來的聲源為主聲源，沒有被識別出結果的為次聲源； (3)、產(chǎn)生新的增強區(qū)域 以步驟(2)確定的主聲源所在區(qū)域為新的增強區(qū)域，語音識別過程中，均對主聲源夾角f區(qū)域內(nèi)的聲音進行增強，區(qū)域外的聲音進行衰減，其中，夾角f根據(jù)具體情況確定； (4)、增強區(qū)域重置 在產(chǎn)生新的增強區(qū)域后，3分鐘沒有發(fā)出語音指令，則將增強區(qū)域重置為步驟一所述默認區(qū)域，進行重新增強區(qū)域的重新確定。
【文檔編號】G05B19/042GK103529726SQ201310421720
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權日:2013年9月16日
【發(fā)明者】伍川, 陳勇, 林敏
申請人:四川虹微技術有限公司