具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及語(yǔ)音信號(hào)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種麥克風(fēng)。具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，包括一麥克風(fēng)主體，麥克風(fēng)主體包括，至少一換能器，換能器連接一檢測(cè)電路；檢測(cè)電路的信號(hào)輸出端連接一控制器；換能器用于采集聲音信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出；檢測(cè)電路對(duì)換能器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，判決采集的聲音信號(hào)是否落在一預(yù)定的頻率范圍內(nèi)，并輸出一判決結(jié)果；控制器接收判決結(jié)果，并決定是否將麥克風(fēng)主體從睡眠模式喚醒。本實(shí)用新型可以減少無(wú)謂的功率消耗、節(jié)約電能，而當(dāng)滿足一定條件時(shí)，將麥克風(fēng)主體從睡眠模式激活，進(jìn)入正常的工作模式。
【專利說(shuō)明】具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及語(yǔ)音信號(hào)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種麥克風(fēng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)終端等電子產(chǎn)品的發(fā)展，人們對(duì)語(yǔ)音通訊的要求也越來(lái)越高，希望電子產(chǎn)品獲得越來(lái)越高的聲學(xué)性能。然而現(xiàn)有技術(shù)的麥克風(fēng)上電即開(kāi)始工作，在空閑狀態(tài)下還會(huì)消耗掉無(wú)謂的功率，不利于移動(dòng)終端的節(jié)能省電。
[0003]在語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域，有一種對(duì)語(yǔ)音活動(dòng)性進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)，稱為語(yǔ)音激活檢測(cè)(VAD, Voice Activity Detect1n),其通過(guò)檢測(cè)語(yǔ)音通信時(shí)或一段語(yǔ)料中是否有語(yǔ)音存在，判斷的準(zhǔn)確性能夠直接影響后續(xù)處理(如語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音識(shí)別或語(yǔ)音增強(qiáng))的質(zhì)量，現(xiàn)有技術(shù)中的麥克風(fēng)還不具備這種功能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，解決以上技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，其特征在于，包括一麥克風(fēng)主體，所述麥克風(fēng)主體包括，
[0007]至少一換能器，所述換能器連接一檢測(cè)電路；所述檢測(cè)電路的信號(hào)輸出端連接一控制器；
[0008]所述換能器用于采集聲音信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出；所述檢測(cè)電路對(duì)所述換能器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，判決采集的聲音信號(hào)是否落在一預(yù)定的頻率范圍內(nèi)，并輸出一判決結(jié)果；所述控制器接收所述判決結(jié)果，并決定是否將所述麥克風(fēng)主體從睡眠模式喚醒。
[0009]優(yōu)選地，所述換能器與所述檢測(cè)電路之間還包括一電平檢測(cè)單元，所述換能器的信號(hào)輸出端連接所述電平檢測(cè)單元；
[0010]所述電平檢測(cè)單元具有一設(shè)定范圍，所述電平檢測(cè)單元將所述換能器輸出信號(hào)的電平與所述設(shè)定范圍進(jìn)行比較，當(dāng)所述換能器輸出信號(hào)的電平位于所述設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)送一激活信號(hào)給所述檢測(cè)電路，激活所述檢測(cè)電路工作。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述檢測(cè)電路包括N個(gè)并聯(lián)的信號(hào)處理通道，每個(gè)所述信號(hào)處理通道包括一帶通濾波器、一信號(hào)能量估計(jì)器、一 A/D轉(zhuǎn)換器；每個(gè)所述信號(hào)處理通道的帶通濾波器具有不同的中心角頻率；
[0012]其中，所述N為大于I的正整數(shù)；
[0013]N個(gè)所述信號(hào)處理通道將所述檢測(cè)電路的輸入信號(hào)劃分為N段不同頻率的信號(hào)，所述信號(hào)能量估計(jì)器對(duì)每段信號(hào)進(jìn)行能量估計(jì)以獲取信號(hào)能量值，所述信號(hào)能量值經(jīng)過(guò)所述A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以供下一步處理。
[0014]優(yōu)選地，所述檢測(cè)電路還包括一自動(dòng)增益控制器，所述自動(dòng)增益控制器的信號(hào)輸入端連接所述換能器，所述自動(dòng)增益控制器的信號(hào)輸出端連接所述帶通濾波器；
[0015]所述自動(dòng)增益控制器用于對(duì)所述換能器的輸出信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，以獲得穩(wěn)定的信號(hào)幅度。
[0016]優(yōu)選地，所述信號(hào)處理通道連接一語(yǔ)音檢測(cè)器，所述語(yǔ)音檢測(cè)器對(duì)所述信號(hào)處理通道的輸出信號(hào)進(jìn)行判斷，以識(shí)別獲取的聲音信號(hào)是否發(fā)自人聲，并發(fā)送中斷信號(hào)給所述控制器。
[0017]優(yōu)選地，所述設(shè)定范圍的取值為50dB至90dB，
[0018]優(yōu)選地，所述設(shè)定范圍的取值為50dB至80dB。
[0019]優(yōu)選地，所述麥克風(fēng)主體還包括一定時(shí)單元，每隔一設(shè)定時(shí)間所述檢測(cè)電路對(duì)所述換能器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理。
[0020]優(yōu)選地，所述設(shè)定時(shí)間為10ms。
[0021]優(yōu)選地，所述信號(hào)能量估計(jì)器依據(jù)RMS算法獲取估計(jì)音頻能量。
[0022]有益效果:由于采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型可以減少無(wú)謂的功率消耗、節(jié)約電能，而當(dāng)滿足一定條件時(shí)，將麥克風(fēng)主體從睡眠模式激活，進(jìn)入正常的工作模式。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0025]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本實(shí)用新型的限定。
[0027]參照?qǐng)D1，具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，其中，包括一麥克風(fēng)主體，一般的麥克風(fēng)主體通常包括換能器2，換能器2的信號(hào)輸出端連接放大器5等處理芯片，換能器2將聲壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，放大器5用于將微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大，以便進(jìn)一步處理。
[0028]在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型的麥克風(fēng)主體包括，
[0029]至少一換能器1，換能器I連接一檢測(cè)電路2 ;檢測(cè)電路2的信號(hào)輸出端連接一控制器3;
[0030]換能器I用于米集聲音信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出；檢測(cè)電路2對(duì)換能器I的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，判決采集的聲音信號(hào)是否是人聲，并輸出一判決結(jié)果；控制器3接收判決結(jié)果，并決定是否將麥克風(fēng)主體從睡眠模式喚醒。
[0031]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，換能器I與檢測(cè)電路2之間還可以包括一電平檢測(cè)單元4，換能器I的信號(hào)輸出端連接電平檢測(cè)單元4 ;
[0032]電平檢測(cè)單元4將換能器I輸出信號(hào)的電平與一設(shè)定范圍進(jìn)行比較，當(dāng)換能器I輸出信號(hào)的電平位于設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)送一激活信號(hào)給檢測(cè)電路2，激活檢測(cè)電路2工作。
[0033]本實(shí)用新型利用電平檢測(cè)單元4進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，判斷換能器獲取的聲音強(qiáng)度是否在要語(yǔ)音識(shí)別的范圍，如探測(cè)50dB至90dB分貝的范圍，或50dB至80dB的范圍，決定是否需要激活整個(gè)檢測(cè)電路。
[0034]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，檢測(cè)電路2包括N個(gè)并聯(lián)的信號(hào)處理通道，每個(gè)信號(hào)處理通道包括一帶通濾波器、一信號(hào)能量估計(jì)器22、一 A/D轉(zhuǎn)換器23;每個(gè)信號(hào)處理通道的帶通濾波器具有不同的中心角頻率；其中，N為大于I的正整數(shù)；
[0035]N個(gè)信號(hào)處理通道將檢測(cè)電路2的輸入信號(hào)劃分為N段不同頻率的信號(hào)，信號(hào)能量估計(jì)器22對(duì)每段信號(hào)進(jìn)行能量估計(jì)以獲取信號(hào)能量值，信號(hào)能量值經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以供下一步處理。
[0036]信號(hào)能量估計(jì)器22依據(jù)RMS算法獲取估計(jì)音頻能量。RMS是一種估計(jì)音頻能量的方法，被廣泛用于面向音頻信號(hào)處理的濾波器設(shè)計(jì)中，計(jì)算簡(jiǎn)單，具有良好的實(shí)時(shí)性，與聲壓分貝值具有直接的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
[0037]參照?qǐng)D1，N段帶通濾波器(BPF，Band-Pass Filter)，包括第一帶通濾波器25，第二帶通濾波器，第三帶通濾波器，N段帶通濾波器的中心頻率可以位于300HZ-3.5KHz之間并具有不同的中心角頻率，該頻率范圍為人體發(fā)出聲音的頻率范圍。人的耳朵中有8000多個(gè)帶通濾波器以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音分辨功能，本實(shí)用新型模擬人的耳朵對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行識(shí)別；
[0038]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，檢測(cè)電路2還包括一自動(dòng)增益控制器21 (AGC，Automatic Gain Control),自動(dòng)增益控制器21的信號(hào)輸入端連接換能器I,自動(dòng)增益控制器21的信號(hào)輸出端連接帶通濾波器；
[0039]自動(dòng)增益控制器21用于對(duì)換能器I的輸出信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，將大幅度或小幅度的信號(hào)調(diào)節(jié)至一合適的幅度范圍，以獲得穩(wěn)定的信號(hào)幅度。
[0040]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，信號(hào)處理通道之后連接一語(yǔ)音檢測(cè)器24，語(yǔ)音檢測(cè)器24對(duì)信號(hào)處理通道的輸出信號(hào)進(jìn)行判斷，以識(shí)別獲取的聲音信號(hào)是否發(fā)自人聲，并發(fā)送中斷信號(hào)給控制器3，將控制器從睡眠模式喚醒。
[0041]語(yǔ)音檢測(cè)器24可以連接一存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元內(nèi)存儲(chǔ)一定數(shù)量的參考語(yǔ)音模式(Pattern)及相對(duì)應(yīng)的聲音強(qiáng)度，每段頻率的語(yǔ)音信號(hào)匯總到語(yǔ)音檢測(cè)器24后，語(yǔ)音檢測(cè)器24可以通過(guò)將輸入信號(hào)與存儲(chǔ)單元內(nèi)存儲(chǔ)的參考語(yǔ)音模式進(jìn)行比對(duì)，以識(shí)別獲取的聲音信號(hào)是否發(fā)自人聲，并發(fā)送中斷信號(hào)(INT)給控制器3，實(shí)現(xiàn)喚醒。本實(shí)用新型利用人聲與自然界大部分其他聲音的最大區(qū)別是:人聲有多段頻譜，而其他聲音頻率單一以實(shí)現(xiàn)識(shí)別。
[0042]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，麥克風(fēng)主體還包括一定時(shí)單元，每隔一設(shè)定時(shí)間檢測(cè)電路2對(duì)換能器I的輸出信號(hào)進(jìn)行處理。上述的設(shè)定時(shí)間可以為10ms。每隔1ms檢測(cè)一次；然后等待，本實(shí)用新型可以減少無(wú)謂的功率消耗、節(jié)約電能，而當(dāng)滿足一定條件時(shí)，將麥克風(fēng)主體從睡眠模式激活，進(jìn)入正常的工作模式。
[0043]以上所述僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見(jiàn)的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，其特征在于，包括一麥克風(fēng)主體，所述麥克風(fēng)主體包括， 至少一換能器，所述換能器連接一檢測(cè)電路；所述檢測(cè)電路的信號(hào)輸出端連接一控制器； 所述檢測(cè)電路包括N個(gè)并聯(lián)的信號(hào)處理通道，每個(gè)所述信號(hào)處理通道包括一帶通濾波器、一信號(hào)能量估計(jì)器、一 A/D轉(zhuǎn)換器；每個(gè)所述信號(hào)處理通道的帶通濾波器具有不同的中心角頻率；其中，所述N為大于I的正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，其特征在于，所述換能器與所述檢測(cè)電路之間還包括一電平檢測(cè)單元，所述換能器的信號(hào)輸出端連接所述電平檢測(cè)單元; 所述電平檢測(cè)單元具有一設(shè)定范圍，所述電平檢測(cè)單元將所述換能器輸出信號(hào)的電平與所述設(shè)定范圍進(jìn)行比較，當(dāng)所述換能器輸出信號(hào)的電平位于所述設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)送一激活信號(hào)給所述檢測(cè)電路，激活所述檢測(cè)電路工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，其特征在于，所述檢測(cè)電路還包括一自動(dòng)增益控制器，所述自動(dòng)增益控制器的信號(hào)輸入端連接所述換能器，所述自動(dòng)增益控制器的信號(hào)輸出端連接所述帶通濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，其特征在于，所述信號(hào)處理通道連接一語(yǔ)音檢測(cè)器，所述語(yǔ)音檢測(cè)器對(duì)所述信號(hào)處理通道的輸出信號(hào)進(jìn)行判斷，以識(shí)別獲取的聲音信號(hào)是否發(fā)自人聲，并發(fā)送中斷信號(hào)給所述控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，其特征在于，所述設(shè)定范圍的取值為50dB至90dB。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，其特征在于，所述設(shè)定范圍的取值為50dB至80dB。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，其特征在于，所述麥克風(fēng)主體還包括一定時(shí)單元，每隔一設(shè)定時(shí)間所述檢測(cè)電路對(duì)所述換能器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有語(yǔ)音激活檢測(cè)的麥克風(fēng)，其特征在于，所述設(shè)定時(shí)間為1ms0
【文檔編號(hào)】H04R3/00GK203984647SQ201420021954
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】葉菁華 申請(qǐng)人:鈺太芯微電子科技（上海）有限公司, 鈺太科技股份有限公司