TW201924360A - 用於遠場語音的拾音裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供了一種用於遠場語音的拾音裝置，包括：多通道類比聲音接收器，用於將獲取的聲音訊號轉換為電訊號；第一類比數位轉換器，耦合至所述多通道類比聲音接收器，用於將所述電訊號轉換為數位訊號；介面控制器，耦合至所述類比數位轉換器，用於將所述數位訊號通過預設介面傳送至控制設備。通過上述方案解決了現有的語音獲取設備所存在的硬體成本高、性能無法保證的技術問題，達到了有效降低硬體成本和開發難度的技術效果。
Description
本發明係關於硬體設備之技術領域，特別係關於一種用於遠場語音的拾音裝置。
隨著智慧型設備的快速發展和人機互動需求越來越大，原有的對智慧型設備的控制方式相對的就顯得較為複雜。 語音交互作用作為一種較為簡單的交互作用和操控方式，可以極大地提升對智慧型設備控制的便利性。所謂的語音交互作用就是一種以自然語音進行交流溝通的方式。這種方式的產生，使得對所有的智慧型設備都可以採用統一的、簡單的方式進行溝通，降低了對智慧型設備操控的複雜度。 然而，既然是語音交互作用就勢必會與語音的獲取相關，現有的拾音結構普遍都存在硬體開發成本高、性能不高的問題。將其應用在一般的家用設備或者是成本較低的設備上，顯然是不太合適的。 針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。
本發明實施例提供了一種用於遠場語音的拾音裝置，以達到在充分保證系統性能的前提下，降低拾音設備成本的技術效果，該裝置包括： 多通道類比聲音接收器，用於將獲取的聲音訊號轉換為電訊號； 第一類比數位轉換器，耦合至所述多通道類比聲音接收器，用於將所述電訊號轉換為數位訊號；以及 介面控制器，耦合至所述類比數位轉換器，用於將所述數位訊號通過預設介面傳送至控制設備。在本發明實施例中，通過多通道類比聲音接收器將獲取的聲音訊號轉換為電訊號，並通過類比數位轉換器將電訊號轉換為數位訊號，並將轉換得到的數位訊號通過介面控制器傳送至控制設備，以對聲音資料進行處理。這種拾音裝置實現起來較為簡單，且成本較低，從而可以解決了現有的拾音設備所存在的硬體成本高、性能無法保證的技術問題，達到了有效降低硬體成本和開發難度的技術效果。
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施方式和附圖，對本發明做進一步詳細說明。在此，本發明的示意性實施方式及其說明用於解釋本發明，但並不作為對本發明的限定。 本發明提供了一種用於遠場語音的拾音裝置，如圖1所示，可以包括：多通道類比聲音接收器101、第一類比數位轉換器102和介面控制器103。 在一個實施方式中，多通道類比聲音接收器101，用於將獲取的聲音訊號轉換為電訊號，是一種能量轉換裝置。 該多通道類比聲音接收器101可以是兩通道、四通道、八通道等的類比聲音接收器。具體選用的通道數可以根據實際需要選擇，本發明對此不作限定，例如，上述多通道類比聲音接收器可以是麥克風陣列。 舉例而言，可以選擇4MIC，即，4通道類比聲音接收器。選擇MIC用於聲音獲取，主要是為了保證充分的遠場拾音效果，MIC具有高訊號雜訊比、高靈敏度等優點。在選擇多通道類比聲音接收器的時候，可以選擇訊號雜訊比達到65dB以上的多通道類比聲音接收器。 第一類比數位轉換器102，耦合至多通道類比聲音接收器101，用於將電訊號轉換為數位訊號。例如，可以使用如下型號的類比數位轉換器：科勝訊公司的CX20810-11Z、科勝訊公司的CX20811-11Z、新唐科技股份有限公司的NAU85L40YG、新唐科技股份有限公司的NAU85L40BYG、以及深圳芯智匯科技有限公司的AC108。 值得注意的是，所列舉的類比數位轉換器的型號僅是示例性說明，在實際實現的時候，也可以採用其它型號的類比數位轉換器，只要能實現語音訊號的類比數位訊號的晶片、設備等都可以選擇使用，本發明對此不作限定。 介面控制器103，耦合至類比數位轉換器102，用於將數位訊號通過預設介面傳送至控制設備104。優選的，可以選擇瑞昱半導體的ALC4042晶片，相應的，預設介面就是USB介面。在實際實現的時候，也可以根據實際情況選擇其它類型的介面，例如，耳機介面等等。 考慮到對於控制設備104而言，有時會產生聲音，這些聲音本身是雜訊，會影響麥克風訊號的準確度。為了消除這些雜訊的影響，可以獲取這些資料，以便對基於多通道類比聲音接收器101獲取的聲音訊號進行去噪。為此，上述用於遠場語音的拾音裝置可以如圖2所示，還包括：第二類比數位轉換器201，耦合在所述控制設備和所述介面控制器之間，用於接收所述控制設備的回放參考訊號並轉換為數位訊號，並將所述數位訊號傳送至所述介面控制器，所述回放參考訊號用於對所述聲音訊號進行去噪。 其中，上述的回放參考訊號可以作為類比參考訊號，用於對多通道類比聲音接收器獲取的聲音訊號進行去噪。該回放參考訊號是從控制設備出來的訊號。例如，該回放參考訊號可以多種方式傳輸至拾音裝置中，例如，可以通過有線方式，也可以通過無線方式傳輸至拾音裝置中。例如，有線方式可以是通過專門的連接線傳輸至拾音裝置中，無線方式可以是直接通過無線訊號的方式傳輸至拾音裝置中，本發明對此不作限定。在本例中，以通過有線方式為例進行說明，可以如圖2所示，通過從控制設備的接出一根專門的連接線，通過該連接線將控制設備的回放參考訊號傳輸至第二類比數位轉換器201，通過第二類比數位轉換器201將該回放參考訊號轉換為數位訊號。即，通過這個線形成一個類比參考通道，用於傳送回放參考訊號。 在一個實施方式中，可以如圖3所示，第二類比數位轉換器201和第一類比數位轉換器102整合在一個類比數位轉換器301中，通過該整合的一個類比數位轉換器同時對麥克風訊號和回放參考訊號進行類比數位轉換處理。 考慮到有兩個方向的訊號，一個是來自於多通道類比聲音接收器101的，一個是來自於控制設備104的。在進行類比數位轉換的時候，第二類比數位轉換器201和第一類比數位轉換器102也可以分開設置，各自對一個方向的訊號進行類比數位轉換，從而使得兩個方向的訊號在進行類比數位轉換的時候互不影響。 考慮到實際需要類比參考通道可以是兩通道的類比參考通道，類比麥克風可以是4通道的類比麥克風，相應的，為了滿足要求第二類比數位轉換器201和第一類比數位轉換器102都可以是4通道類比數位轉換晶片，通過I2S((Inter—IC Sound匯流排，積體電路內建音訊匯流排)介面的TDM(分時多工)模式可以實現8通道資料的串列傳輸，多餘的兩通道類比數位轉換晶片可以用於擴展。 上例中，是以將回放參考訊號通過第二類比數位轉換器201進行類比數位轉換為例進行的說明，在實際實現的時候，回放參考訊號也可以是如圖4所示，回放參考訊號直接被送到介面控制器，通過介面控制器中的類比數位轉換單元轉換為數位訊號。在實際實現的時候，可以根據需求和實際情況選擇具體的設置方式，本發明對此不作限定。 然而，值得注意的是，上述所列舉的類比參考通道的通道數、類比麥克風的通道數僅是一種實例性描述，在實際實現的時候，可以根據需要選取，本發明對此不作限定。進一步的，類比數位轉換晶片的通道數可以根據相應的類比參考通道的通道數、類比麥克風的通道數選擇。 上述的控制設備104可以包括但不限於以下至少之一：電腦、電視機、機上盒、機器人、智慧型揚聲器。 在一個實施方式中，上述用於遠場語音的拾音裝置可以被設置成外部設備，也可以是整合在控制設備中。具體採用哪種方式，可以根據實際需要選擇，本發明對此不作限定。 通過多通道類比聲音接收器將獲取的聲音訊號轉換為電訊號，並通過類比數位轉換器將電訊號轉換為數位訊號，並將轉換得到的數位訊號通過介面控制器傳送至控制設備，以對聲音資料進行處理。這種拾音裝置實現起來較為簡單，且成本較低，從而可以解決了現有的拾音裝置所存在的硬體成本高、性能無法保證的技術問題，達到了有效降低硬體成本和開發難度的技術效果。 基於圖1至圖4所示的用於遠場語音的拾音裝置，可以如圖5所示，按照以下步驟進行語音資料獲取： S1：通過多通道類比聲音接收器獲取聲音訊號，通過連接線所形成的類比參考通道從控制設備獲取回放參考訊號； S2：通過類比數位轉換器將聲音訊號和回放參考訊號轉換為數位訊號； S3：將數位訊號通過介面控制器傳輸至控制設備；以及 S4：通過控制設備進行訊號處理、喚醒用語和語音識別等操作。 下面結合一個具體實施例對上述用於遠場語音的拾音裝置進行說明，然而，值得注意的是，該具體實施例僅是為了更好地說明本發明，並不構成對本發明的不當限定。 在本例中，通過麥克風陣列模組獲取語音資料，具體的，可以如圖6所示，通過4個類比麥克風(4MIC)獲取麥克風訊號(即，聲音訊號)，通過類比參考通道獲取控制設備的回放參考訊號(2Analog Ref)。也就是一共獲取了4通道麥克風訊號和2通道類比參考訊號，一共6通道訊號，可以將這6通道訊號分別送到類比數位轉換器(ADC)中，進行類比數位轉換。即，將類比的語音訊號轉換為數位訊號。對於轉換後的得到的數位訊號，通過介面控制器(例如：圖6中的ALC4042)傳送至控制設備，進而在控制設備端實現語音增強演算法、語音識別、語義理解、語音合成、內容服務等語音交互作用之功能。 下面對上述圖6中的各個模組單元具體說明如下： 1)4MIC表示為4通道類比麥克風訊號，用於將聲音訊號轉換成電訊號，為保證充分的遠場拾音效果，可以選用MIC主要是因為MIC具有高訊號雜訊比、高靈敏度等優點，要求訊號雜訊比達到65dB以上。 然而，值得注意的是，上述僅是以4MIC為例進行的說明，在實際實現的時候，還可以其它類型的MIC，例如：8MIC等都可以，可以根據實際需要選擇MIC的通道數。 2)類比參考通道可以獲取2Analog Ref，即，兩通道類比參考。2Analog Ref為控制設備自身發出的外放聲音，可以稱為回聲訊號。基於獲取的回聲訊號，通過回聲抵消演算法可以消除外放聲音而保留使用者的語音，從而消除控制設備放對使用者語音的干擾。 3)ALC4042，用於實現USB介面的音訊資料流傳輸。在實現的時候，通過ALC4042可以支援16K採樣率以及16位、24位和32位的資料採樣傳輸。 4)類比數位轉換器，可以如圖6所示，通過兩片4通道ADC並聯，採用I2S介面的TDM模式實現8通道資料串列傳輸，然後將資料打包發送到ALC4042。 其中，ADC可以選擇但不限於以下型號之一：CX20810、NAU85L40、AC108等。 上述的拾音裝置可以設置成外部設備，通過USB介面或者是其它的介面形式即插即拔，使用起來較為方便，且相容性更好。上述回放參考訊號可以通過從控制設備引出的一條連接線傳送至拾音裝置中。 進一步的，上述拾音裝置的整合度比較高，拾音性能高，硬體成本較低。 下面以一個具體實現場景對上述拾音裝置進行說明： 將該拾音裝置可以應用在電視機上，該拾取音裝置被整合為一個獨立的帶有USB插頭的模組化設備，回放參考訊號可以以多種方式傳輸至拾音裝置中，例如，可以通過有線方式，也可以通過無線方式傳輸至拾音裝置中。例如，有線方式可以是通過專門的連接線傳輸至拾音裝置中，無線方式可以是直接通過無線訊號的方式將回放參考訊號傳輸至拾音裝置中，本發明對此不作限定。在本例中，以通過專門的連接線的方式傳送回放參考訊號為例進行說明，拾音裝置中與該連接線連接的介面和USB插頭可以整合在一起。如圖7所示，將該拾音裝置插在電視機的相應介面上，從而用於遠端語音獲取。 該拾音裝置還可以是插在電視機的外接設備上，例如：機上盒等。將拾音裝置插在機上盒上，通過機上盒與電視機之間的交互作用，實現拾音裝置與電視機的交互作用。 在一個實施方式中，上述的拾音裝置還可以是整合在電視機中的一個功能模組，是電視機出廠時候就內建的。 通過在電視機上設置上述的拾音裝置，就可以通過拾音裝置獲取使用者的遠端語音，然後，將語音傳送至電視機的主控晶片，通過主控晶片執行訊號處理、喚醒用語和語音識別等操作。 在本發明實施例中，通過多通道類比聲音接收器將獲取的聲音訊號轉換為電訊號，並通過類比數位轉換器將電訊號轉換為數位訊號，並將轉換得到的數位訊號通過介面控制器傳送至控制設備，以對聲音資料進行處理。這種拾音裝置實現起來較為簡單，且成本較低，從而可以解決了現有的拾音裝置所存在的硬體成本高、性能無法保證的技術問題，達到了有效降低硬體成本和開發難度的技術效果。 以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於在該技術領域中具有通常知識者而言，本發明實施例可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
101‧‧‧多通道類比聲音接收器
102‧‧‧第一類比數位轉換器
103‧‧‧介面控制器
104‧‧‧控制設備
201‧‧‧第二類比數位轉換器
301‧‧‧類比數位轉換器
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，並不構成對本發明的限定。在附圖中： 圖1是根據本發明實施例的用於遠場語音的拾音裝置的結構示意圖； 圖2是根據本發明實施例的用於遠場語音的拾音裝置的又一結構示意圖； 圖3是根據本發明實施例的用於遠場語音的拾音裝置的另一結構示意圖； 圖4是根據本發明實施例的用於遠場語音的拾音裝置的另一結構示意圖； 圖5是根據本發明實施例的拾音方法流程圖； 圖6是根據本發明實施例的拾音裝置的具體實例示意圖；以及 圖7是根據本發明實施例的將拾音裝置應用在電視上的場景示意圖。
Claims (9)
- 一種用於遠場語音的拾音裝置，其特徵在於，包括： 多通道類比聲音接收器，用於將獲取的聲音訊號轉換為電訊號； 第一類比數位轉換器，耦合至所述多通道類比聲音接收器，用於將所述電訊號轉換為數位訊號；以及 介面控制器，耦合至所述類比數位轉換器，用於將所述數位訊號通過預設介面傳送至控制設備。
- 根據請求項1所述的裝置，其中，還包括： 第二類比數位轉換器，所述第二類比數位轉換器係耦合在所述控制設備和所述介面控制器之間，用於接收所述控制設備的回放參考訊號並轉換為數位訊號，並將所述數位訊號傳送至所述介面控制器，所述回放參考訊號用於對所述聲音訊號進行去噪。
- 根據請求項2所述的裝置，其中，所述第一類比數位轉換器為4通道類比數位轉換晶片，所述第二類比數位轉換器為4通道類比數位轉換晶片。
- 根據請求項1所述的裝置，其中，所述多通道類比聲音接收器包括：4通道的類比聲音接收器。
- 根據請求項1所述的裝置，其中，所述類比數位轉換器的型號包括以下至少之一：CX20810、NAU85L40、AC108。
- 根據請求項1所述的裝置，其中，所述預設介面包括：USB介面。
- 根據請求項1所述的裝置，其中，所述介面控制器為ALC4042晶片。
- 根據請求項1至7中任一項所述的裝置，其中，所述控制設備包括以下至少之一：電腦、電視機、機上盒、機器人、智慧型揚聲器。
- 根據請求項1至7中任一項所述的裝置，其中，所述多通道類比聲音接收器為麥克風陣列。
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