TWI633425B - 麥克風裝置 - Google Patents

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Abstract

一種麥克風裝置。於電子裝置處於休眠模式時判斷轉為電子信號的聲音信號是否符合預設聲音特性以及聲音辨識資訊。當電子信號符合預設聲音特性且符合聲音辨識資訊時才發出作動信號，以使麥克風裝置外的外部電路開始啟動。

Description

麥克風裝置
本發明是有關於一種收音裝置，且特別是有關於一種麥克風裝置。
隨著科技的發展，具有語音系統之手持電子裝置已日漸普及。上述的語音系統是透過語音理解技術，讓使用者與行動終端裝置進行溝通。舉例來說，使用者只要對上述的手持電子裝置講出某項要求，例如想要查車次、查天氣或是欲撥打電話等，系統便會依據使用者的語音信號，採取對應的動作。
手持電子裝置雖日益便利，然隨著性能不斷的提昇，同樣會伴隨著的問題則是耗電量的增加。而在手持電子裝置不斷縮小體積的發展趨勢而言，手持電子裝置並無法保有太多置放電池的位置，造成電量的儲存亦十分的有限。因此如何能盡量地減低手持電子裝置的電源消耗，為一十分重要的課題。
本發明提供一種麥克風裝置，可有效提高省電效率。
本發明的麥克風裝置，適於配置於電子裝置上，麥克風裝置包括微機電系統(MEMS)電路、IC電路以及語音辨識電路。微機電系統電路將麥克風裝置所接收到的聲音信號轉為電子信號。IC電路耦接微機電系統電路，放大電子信號。語音辨識電路耦接IC電路，語音辨識電路透過處理單元使麥克風裝置外的外部電路開始作動。其中處理單元於電子裝置處於休眠模式時判斷電子信號是否符合預設聲音特性以及電子信號是否符合聲音辨識資訊，當電子信號符合預設聲音特性且符合聲音辨識資訊時發出作動信號，以使語音辨識電路作動麥克風裝置外的外部電路開始啟動。
在本發明的一實施例中，上述的語音辨識電路更包括偵測單元，其耦接IC電路，偵測電子信號的聲音特性，判斷電子信號是否符合預設聲音特性，若電子信號符合預設聲音特性，作動處理單元。儲存單元耦接處理單元，儲存聲音辨識資訊。觸發單元，耦接處理單元，當接收到作動信號後致使麥克風裝置外的外部電路開始啟動。
在本發明的一實施例中，上述的偵測單元為語音變化偵測器(Voice Activity Detector，VAD)。
在本發明的一實施例中，上述的語音辨識電路更包括傳輸界面單元，其耦接處理單元，處理單元更透過傳輸界面單元接收辨識更新資訊，並將辨識更新資訊儲存至儲存單元，以做為聲音辨識資訊。
在本發明的一實施例中，上述的傳輸界面單元為內部整 合電路(Inter-Integrated Circuit,I2C)傳輸界面。
在本發明的一實施例中，上述的電子信號為類比信號，IC電路更將電子信號轉為數位信號。
在本發明的一實施例中，上述的預設聲音特性為預設閥值(Threshold)，若麥克風裝置所接收到的聲音信號的音量大於預設閥值，處理單元判斷電子信號的聲音特性符合預設聲音特性。
在本發明的一實施例中，上述的聲音辨識資訊為關鍵字，處理單元更比對電子信號與關鍵字，若電子信號符合關鍵字，處理單元判斷電子信號符合聲音辨識資訊。
在本發明的一實施例中，上述的處理單元先判斷電子信號是否符合預設聲音特性，而後再判斷電子信號是否符合聲音辨識資訊。
在本發明的一實施例中，上述的麥克風裝置更包括內部時脈產生單元，其耦接IC電路與語音辨識電路，提供內部時脈信號給IC電路與語音辨識電路，以做為IC電路與語音辨識電路在休眠模式下的操作時脈信號。
在本發明的一實施例中，上述的內部時脈產生單元可提供不同頻率之時脈信號。
基於上述，本發明實施例的處理單元於電子裝置處於休眠模式時判斷轉為電子信號的聲音信號是否符合預設聲音特性以及聲音辨識資訊，當電子信號符合預設聲音特性且符合聲音辨識資訊時才發出作動信號，以使語音辨識電路作動麥克風裝置外的 外部電路開始啟動。如此可避免外部電路不斷地被喚醒，而產生不必要的電源消耗。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100‧‧‧麥克風裝置
102‧‧‧微機電系統電路
104‧‧‧IC電路
106‧‧‧語音辨識電路
108‧‧‧處理單元
202‧‧‧偵測單元
204‧‧‧儲存單元
206‧‧‧觸發單元
208‧‧‧傳輸界面單元
CLK1‧‧‧內部時脈信號
D1‧‧‧外部電路
S1‧‧‧電子信號
SE1‧‧‧作動信號
S302~S314‧‧‧語音喚醒方法的流程步驟
圖1是依照本發明一實施例的麥克風裝置的示意圖。
圖2是依照本發明另一實施例的麥克風裝置的示意圖。
圖3是依照本發明的一實施例的語音喚醒方法的流程示意圖。
圖1是依照本發明的一實施例的麥克風裝置的示意圖，請參照圖1。麥克風裝置100適於配置於電子裝置上，電子裝置可例如為手機、平板電腦或其他手持式電子裝置。麥克風裝置100包括微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)電路102、IC電路104以及語音辨識電路106，其中IC電路104耦接微機電系統電路102以及語音辨識電路106，語音辨識電路106更耦接至麥克風裝置外的外部電路D1。其中外部電路D1亦配置於電子裝置中，外部電路D1可執行進階的語音信號處理，而相對於語音辨識電路106具有功率消耗較大特性，在本實施例中外部電路D1可例如為語音編解碼電路，然不以此為限。
微機電系統電路102用以將麥克風裝置100所接收到的聲音信號轉換為電子信號S1，而IC電路104則用以接收電子信號，並對電子信號S1進行類比數位轉換處理以及信號放大處理至少其中之一。其中若電子信號S1已為數位信號，則IC電路104可僅對電子信號S1進行放大處理，而若電子信號S1為類比信號，則IC電路104可對電子信號S1進行類比數位轉換處理，並將其放大，在部份實施例中亦可僅對電子信號S1進行類比數位轉換處理。語音辨識電路106可包括處理單元108，語音辨識電路106可透過處理單元108使麥克風裝置100外的外部電路D1開始作動，例如開始進行語音的編解碼動作，然不以此為限。
進一步來說，處理單元108可於電子裝置處於休眠模式時判斷電子信號S1是否符合預設聲音特性以及電子信號S1是否符合聲音辨識資訊。其中預設聲音特性可例如為音量大小的預設閥值(Threshold)，若處理單元108依據電子信號S1判斷出麥克風裝置100所接收到的聲音信號的音量大於預設閥值，處理單元108判斷電子信號S1的聲音特性符合預設聲音特性。值得注意的是，在其它實施例中預設聲音特性亦可例如為其它聲音特性，例如聲音頻率，而預設閥值可例如為預設聲音頻率值。此外，聲音辨識資訊可例如為關鍵字，例如密碼、使用者的姓名...等等。處理單元108可比對電子信號S1所對應的語音內容與關鍵字，若電子信號S1所對應的語音內容符合關鍵字，處理單元108判斷電子信號S1符合聲音辨識資訊。
當電子信號S1符合預設聲音特性且符合聲音辨識資訊時，處理單元108可發出作動信號，以使語音辨識電路106作動麥克風裝置100外的外部電路D1進行操作，例如語音信號的編解碼操作。其中處理單元108可先判斷電子信號S1是否符合預設聲音特性，而後再判斷電子信號S1是否符合聲音辨識資訊，以快速地判斷出是否需作動外部電路D1，然不以此為限。在部分實施例中，亦可先判斷電子信號S1是否符合聲音辨識資訊，而後再判斷電子信號S1是否符合預設聲音特性。
由於麥克風裝置100所接收的聲音信號可能來自環境中的各種音源，而非使用者欲喚醒電子裝置的語音信號，在電子裝置進入休眠模式後，藉由本實施例的處理單元108先判斷電子信號S1是否符合預設聲音特性以及電子信號是否符合聲音辨識資訊，可濾除掉不需作動外部電路D1的情形，而可避免因喚醒外部電路D1而造成不必要的電源消耗。在本實施例中，處理單元108可例如以數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)來實施，其僅需執行電子信號S1是否符合預設聲音特性以及聲音辨識資訊的簡單判斷功能，因此處理單元108的電源消耗遠低於語音編解碼電路操作時的電源消耗，而可有效降低電子裝置的電源消耗。此外，相較於習知技術透過設置獨立信號處理晶片來進行相關的語音信號處理，本實施例的麥克風裝置100所需的製造成本較低，且所佔據的面積亦較小。
圖2是依照本發明另一實施例的麥克風裝置的示意圖， 請參照圖2。詳細來說，圖1實施例的語音辨識電路106可更包括偵測單元202、儲存單元204、觸發單元206以及傳輸界面單元208，其中處理單元108耦接偵測單元202、儲存單元204、觸發單元206以及傳輸界面單元208，偵測單元206更耦接IC電路104，觸發單元206更耦接外部電路D1。偵測單元202用以偵測電子信號S1的聲音特性，並判斷電子信號S1是否符合預設聲音特性，若電子信號S1符合預設聲音特性，作動處理單元108。舉例來說，假設本實施例的聲音特性為音量大小，偵測單元202可例如以語音變化偵測器(Voice Activity Detector，VAD)來實施，其用以偵測電子信號S1的音量大小，當電子信號S1的音量超出預設閥值時，則作動處理單元108。在本實施例中，由於處理單元108在偵測單元202判斷電子信號S1符合預設聲音特性時才會被作動，因此處理單元108在被作動後便可直接判斷電子信號S1符合預設聲音特性，而可接著判斷電子信號S1是否符合聲音辨識資訊。其中若電子信號不符合聲音辨識資訊的判斷，則偵測單元202禁止作動處理單元108。而若電子信號符合預設聲音辨識資訊，才發出作動信號SE1，而使麥克風裝置100外的外部電路開始啟動。如此透過在電子信號S1符合預設聲音特性時才作動處理單元108，可進一步地減低電源消耗。
儲存單元204用以儲存聲音辨識資訊，以供處理單元108進行判斷電子信號S1是否符合聲音辨識資訊時使用。其中，儲存單元204所儲存的聲音辨識資訊可藉由處理單元108透過傳輸界 面單元208接收辨識更新資訊來進行更新，處理單元108可將辨識更新資訊儲存至儲存單元204，以做為聲音辨識資訊，傳輸界面單元可例如為內部整合電路(Inter-Integrated Circuit,I2C)傳輸界面，然不以此為限。此外，觸發單元206用以在處理單元108判斷出電子信號S1符合預設聲音特性且符合聲音辨識資訊時，接收來自處理單元108的作動信號SE1，並據以觸發麥克風裝置100外的外部電路D1開始作動。
另外，在本實施例中，麥克風裝置100更包括內部時脈產生單元210，其耦接IC電路104與語音辨識電路106。內部時脈產生單元210用以提供內部時脈信號CLK1給IC電路104與語音辨識電路106，以做為IC電路104與語音辨識電路106在子裝置處於休眠模式下時的操作時脈信號。如此藉由內部時脈產生單元210用以提供內部時脈信號CLK1給IC電路104與語音辨識電路106，可使電子裝置在處於休眠模式時不須提供操作時脈信號給IC電路104與語音辨識電路106，而可進一步地節省電源消耗。值得注意的是，內部時脈產生單元210可提供不同頻率之時脈信號供麥克風裝置100內的電路作為操作時脈信號使用，而不限定僅能提供一種頻率的時脈信號。
圖3是依照本發明的一實施例的語音喚醒方法的流程示意圖，請參照圖3。由上述實施例可知，麥克風裝置喚醒外部電路的方法可包括下列步驟。首先，於電子裝置開機時，麥克風裝置透過傳輸界面單元接收辨識更新資訊，以更新儲存單元所儲存的 聲音辨識資訊(步驟S302)。接著，透過麥克風裝置進行收音(步驟S304)。然後，判斷電子裝置是否進入休眠模式(步驟S306)，若電子裝置未進入休眠模式，則回到步驟S304繼續進行收音。而若電子裝置進入休眠模式，則判斷轉為電子信號的聲音信號是否符合預設聲音特性(步驟S308)。若電子信號不符合預設聲音特性，回到步驟S304繼續進行收音。而若電子信號符合預設聲音特性，則作動處理單元進行電子信號是否符合聲音辨識資訊的判斷(步驟S310)。其中若電子信號不符合聲音辨識資訊的判斷，則停止作動處理單元(步驟S312)，並回到步驟S304繼續進行收音。而若電子信號符合預設聲音辨識資訊，則發出作動信號，以致使麥克風裝置外的外部電路開始啟動(步驟S314)。
綜上所述，本發明實施例的處理單元於電子裝置處於休眠模式時判斷轉為電子信號的聲音信號是否符合預設聲音特性以及聲音辨識資訊，當電子信號符合預設聲音特性且符合聲音辨識資訊時才發出作動信號，以使語音辨識電路作動麥克風裝置外的外部電路開始啟動。如此可避免外部電路不斷地被喚醒，而產生不必要的電源消耗。在部分實施例中，更可藉由偵測單元偵測電子信號的音量大小，並在電子信號的音量超出預設閥值時，才作動處理單元，以進一步地減低電源消耗。此外，藉由麥克風裝置內的內部時脈產生單元提供內部時脈信號，可使電子裝置在處於休眠模式時不須提供操作時脈信號給IC電路與語音辨識電路，亦可進一步地節省電源消耗。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

  1. 一種麥克風裝置，適於配置於一電子裝置上，該麥克風裝置包括：一微機電系統(MEMS)電路，將該麥克風裝置所接收到的聲音信號轉為一電子信號；一IC電路，耦接該微機電系統電路，放大該電子信號；以及一語音辨識電路，耦接該IC電路，該語音辨識電路透過一處理單元使麥克風裝置外的外部電路開始作動；以及一內部時脈產生單元，耦接該IC電路與該語音辨識電路，提供一內部時脈信號給該IC電路與該語音辨識電路，以做為該IC電路與該語音辨識電路在該休眠模式下的操作時脈信號，其中該處理單元於該電子裝置處於一休眠模式時判斷該電子信號是否符合一預設聲音特性以及該電子信號是否符合該聲音辨識資訊，當該電子信號符合該預設聲音特性且符合該聲音辨識資訊時發出一作動信號，以使該語音辨識電路作動麥克風裝置外的外部電路開始啟動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的麥克風裝置，其中該語音辨識電路更包括：一偵測單元，耦接該IC電路，偵測該電子信號的聲音特性，判斷該電子信號是否符合該預設聲音特性，若該電子信號符合該預設聲音特性，作動該處理單元；一儲存單元，耦接該處理單元，儲存一聲音辨識資訊；以及 一觸發單元，耦接該處理單元，當接收到該作動信號後觸發該麥克風裝置外的外部電路開始啟動。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的麥克風裝置，其中該偵測單元為一語音變化偵測器(Voice Activity Detector，VAD)。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的麥克風裝置，其中該語音辨識電路更包括：一傳輸界面單元，耦接該處理單元，該處理單元更透過該傳輸界面單元接收一辨識更新資訊，並將該辨識更新資訊儲存至該儲存單元，以做為該聲音辨識資訊。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的麥克風裝置，其中該傳輸界面單元為內部整合電路(Inter-Integrated Circuit,I2C)傳輸界面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的麥克風裝置，其中該電子信號為類比信號，該IC電路更將該電子信號轉為數位信號。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的麥克風裝置，其中該預設聲音特性為一預設閥值(Threshold)，若該麥克風裝置所接收到的聲音信號的音量大於該預設閥值，該處理單元判斷該電子信號的聲音特性符合該預設聲音特性。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的麥克風裝置，其中該聲音辨識資訊為一關鍵字，該處理單元更比對該電子信號與該關鍵字，若該電子信號符合該關鍵字，該處理單元判斷該電子信號符合該聲音辨識資訊。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的麥克風裝置，該處理單元先判斷該電子信號是否符合該預設聲音特性，而後再判斷該電子信號是否符合該聲音辨識資訊。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的麥克風裝置，其中該內部時脈產生單元可提供不同頻率之時脈信號。
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