智能麦克风装置制造方法
【专利摘要】一种智能麦克风装置，其耦接至主机，包括：一模拟麦克风单元，用以接收声音；一语音检测单元，用以从该声音中检测语音；一词语检测单元，用以从该语音中检测一词语；其中，当该词语检测单元检测到该词语时，该智能麦克风装置将一中断信号传送至该主机以使该主机操作于一正常模式。
【专利说明】智能麦克风装直
【技术领域】
[0001]本发明是关于语音接口技术，以及使用具有语音识别技术的智能型麦克风唤醒主机以节省整体系统功耗。
【背景技术】
[0002]麦克风是一种传感器，可用以撷取语音及声音，并将其转换成电子信号。而数字麦克风已普遍运用于移动装置之中。
[0003]在一般的设计中，数字麦克风与主机之间具有五个脚，包括一电源脚(S卩，VDD脚)、一接地脚(即，GND脚)、一频道选择脚(即，CS脚)，数据脚(S卩，DATA脚)以及一时钟信号输入脚(即，CLK脚)。主机可通过这些脚控制数字麦克风状态。当主机通过CLK脚时钟信号连续提供至麦克风时，麦克风即操作于一正常状态。当主机操作于一待机模式(或休眠模式)时，或者，当主机不需要麦克风提供信息时，主机即停止对麦克风输出时钟信号，而麦克风即进入待机模式(或休眠模式)。
[0004]然而，已知技术中的数字麦克风并不具有唤醒主机功能。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种智能麦克风装置，其耦接至主机，包括:一模拟麦克风单元，用以接收声音；一语音检测单元，用以从该声音中检测语音；一词语检测单元，用以从该语音中检测一词语；其中，当该词语检测单元检测到该词语时，该智能麦克风装置将一中断信号传送至该主机以使该主机操作于一正常模式。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1A为依据本发明一实施例智能麦克风装置示意图。
[0007]图1B为依据本发明另一实施例智能麦克风装置示意图。
[0008]图2为处于正常模式中的智能麦克风装置100与主机200。
[0009]图3为语音检测程序中的智能麦克风装置100与主机200示意图。
[0010]图4为词语检测程序中的智能麦克风装置100与主机200示意图。
[0011]图5为在唤醒程序中智能麦克风装置100与主机200示意图。
[0012]图6为依据本发明一实施例具有智能麦克风装置的麦克风阵列。
[0013][标号说明]
[0014]100?智能麦克风装置102?模拟麦克风单元
[0015]104?语音检测单元106?本地时钟信号产生单元
[0016]108?模拟至数字转换器110?路由器单元
[0017]112?词语检测单元114?频道选择脚位
[0018]116?一数据脚118?时钟信号产生输入脚
[0019]200?主机610?第一智能麦克风装置
[0020]620?第二智能麦克风装置
【具体实施方式】
[0021]下文为介绍本发明最佳实施例。各实施例用以说明本发明原理，而不是用以限制本发明。本发明范围当以所附权利要求项为准。
[0022]图1A为依据本发明一实施例智能麦克风装置示意图，而图1B是依据本发明另一实施例智能麦克风装置示意图。本发明智能麦克风装置100耦接至一主机200，而该主机200可致能智能麦克风装置以使其操作于一正常模式或待机模式。智能麦克风装置100包括:一模拟麦克风单兀102、一语音检测单兀104、一时钟信号产生单兀106、一模拟至数字转换器(ADC) 108、一路由器单元110，以及一词语检测单元112。在此实施例中，智能型麦克风100通过五个脚耦接至主机200，该等脚包括:一频道选择脚114、一数据脚116、一时钟信号产生脚118、一电源脚(图未示)以及一接地脚(图未示)。下文将进一步详述这些组件。
[0023]请参照图1。模拟麦克风单元102用以接收声音。在本发明中，单元102最初接收的声音为模拟格式，其中，声音包括由人类所发出的语音，以及来自环境的其它噪音。语音检测单元104耦接至模拟麦克风单元102，并且可用以从声音中检测语音。时钟信号产生单元106耦接至语音检测单元104。在一特殊情况下，当语音检测单元104检测到语音时，时钟信号产生单元106会为智能麦克风装置100产生一振荡时钟信号。ADC108耦接于模拟麦克风单元102与主机200之间，用以将模拟的声音及模拟的语音转换成数字格式，并将数字数据提供给主机200。本发明词语检测单元112为一数字信号处理器(DSP)，其可处理由模拟至数字转换器108所传来数字数据，并分析该数字数据以判断该语音数字数据是否是由一特定词语所构成。此程序将于后文详述。路由器单元110耦接于ADC108、词语检测单元112与主机200之间，用以在其间转送信息。
[0024]智能麦克风装置在多数的时间里是受到主机200所控制的。通过耦接于主机200与智能麦克风装置100之间的脚，主机200可控制并致能该智能麦克风装置100以使其操作于正常模式或待机模式。
[0025]正常模式
[0026]图2绘示处于正常模式中的智能麦克风装置100与主机200。在此正常模式中，主机200持续通过时钟输入脚位118将时钟信号提供至智能麦克风装置100 (如图2所示，时钟信号是以箭号表示，其指向智能麦克风装置100)，因此，智能麦克风装置100执行正常的麦克风功能。明确地说，路由器单元110此时将主机200耦接至ADC102，并进一步耦接至模拟麦克风单元102，因此时钟信号可由主机200供应至该智能麦克风装置100。如此一来，模拟麦克风单元102可检测声音，而模拟至数字转换器108可通过数据脚116将声音的数字数据提供给主机200 (如图2所示，数字数据以箭号表示，其指向主机200)。在此模式中，由于已有主机200提供时钟信号，因此单元106不必再另外提供其它的时钟信号。此即表示,此时时钟信号产生单元106是未启动的。然而,语音检测单元104与词语检测单元112仍可保持在启动状态以进行其它用途，后文将再详述。在本发明中，主机200可通过频道选择脚114通知智能麦克风装置100主机200即将进入休眠模式或待机模式。之后，主机200停止供应时钟信号，并使智能麦克风装置100进入待机模式。
[0027]待机模式
[0028]相似于已知技术，当主机200进入待机模式(或休眠模式)时，麦克风装置100进入待机模式。然而，与已知技术不同的是，本发明智能麦克风装置100可自己复苏，并进而唤醒主机200。在此待机模式下，本发明智能麦克风装置100可操作于三种程序:1.语音检测程序；2.词语检测程序；3.唤醒程序。
[0029]语音检测程序
[0030]图3为语音检测程序中的智能麦克风装置100与主机200示意图。在此程序中，模拟麦克风单元102启动，而时钟信号产生单元106、ADC108、词语检测单元112与路由器单元110可为启动或不启动。在一方面,路由器单元110保持启动，并等候由主机200所传来时钟信号。若主机200在程序下由待机模式(或休眠模式)复苏，其将会通过时钟信号输入脚118与路由器单元110提供时钟信号给智能麦克风装置100，因而唤醒了智能麦克风装置100。在另一方面，语音检测单元104可对模拟麦克风单元102所接收的声音执行语音检测功能。例如，语音检测功能可由检查声音的振幅及累积能量达成。若此程序中的语音检测单元104在一预定期间及一预定频带中检测到语音，则语音检测单元104即使该智能麦克风装置100进入词语检测程序。在一实施例中，当语音检测单元104未检测到语音时，时钟信号产生单元106、ADC108以及词语检测单元112保持在未启动状态。然而，在另一实施例中，如IB图所示，语音检测单元104紧密连接至词语检测单元112。当主机200停止将时钟信号提供给智能麦克风装置100时，时钟信号产生单元106即进入节能模式并提供一较低速度的时钟信号，而ADC108即操作于一低SNR模式以节省电能。
[0031]词语检测程序
[0032]图4为词语检测程序中的智能麦克风装置100与主机200示意图。在此程序中，语音检测单元104在检测语音之后会启动时钟信号产生单元106，使得该时钟信号产生单元106开始提供一内部时钟信号至整个智能麦克风装置100，尤其是将ADC108与词语检测单元112。此时ADC108启动，并将语音转换成数字数据。之后，数字数据通过路由器单元110输出至词语检测程序112，而词语检测程序112对该数字数据执行词语检测功能，以识别该语音是否包括一特殊词语。在一实施例中，与词语相关的多个默认词句可被预先储存于智能麦克风装置100存储器当中。在另一实施例中，默认词句可由用户所设定，而用户亦可通过频道选择脚位114将该等默认词句加载智能麦克风装置100存储器(在同步下载模式下，时钟信号输入脚118是启动的；而在异步下载模式，时钟信号输入脚118不必启动)。之后，词语检测单元112即可识别该语音是否与任何默认词句相符。假如未能检测出任何词语，智能麦克风装置100重回前述语音检测程序；假如检测出词语，则智能麦克风装置100执行下述唤醒程序。
[0033]唤醒程序
[0034]图5为在唤醒程序中智能麦克风装置100与主机200示意图。在检测词语之后，词语检测单元112即通过频道选择脚114或数据脚116将一中断信号传送至主机200，以唤醒主机200，并通知主机200已检测到词语。之后，主机200恢复运作，并通过时钟信号输入脚118将时钟信号传送至智能麦克风装置100，以使智能麦克风装置100进入正常模式。必须注意的是，频道选择脚在本发明为一双向脚。已知技术中的频道选择脚在主机操作于待机模式(或休眠模式)总是保持在闲置状态，然而，本发明可在待机模式(或休眠模式)下充份利用频道选择脚，以达到唤醒主机效果。
[0035]在正常模式中，如前文所述，语音检测单元104与词语检测单元112可保持在启动状态以执行其它功能。相似地，语音检测单元104可执行前述的语音检测功能，而词语检测单元112也可执行前述的语音检测功能。在一较佳实施例中，当智能麦克风装置100接收到一用户发出语音，并识别出该语音中具有声音命令(或请求)时，词语检测单元112可进一步将所识别的数据(即，所检测的词语)通过路由器单元110与数据脚116传送至主机200，而后，主机200即可进一步处理所识别出的数据，并执行相对应的各种动作。
[0036]其它功能
[0037]在某些实施例中，词语检测单元112包含于一数字信号处理器(DSP)之中，而DSP可另外设置噪音消除程序以消除环境中的噪音。这些噪音可以在词语检测单元112执行词语检测功能之前进行，如此一来可间接地增强词语检测单元112识别率。值得注意的是，在其它某些实施例中，本发明也可应用于包括多个前述智能麦克风装置的麦克风阵列之上。图6为依据本发明一实施例具有两个智能麦克风装置的麦克风阵列。在此实施例中，智能麦克风装置610与620分别包括模拟麦克风单元、语音检测单元、时钟信号产生单元、ADC与路由器单元，如前文所述，但彼此共享相同的DSP(或词语检测单元)以简化电路结构。从两麦克风装置取得数据可通过一 PDM脚汇集，并被DSP所整合。通过前述的功能及配置，本发明智能麦克风装置可达到较佳的语音通讯及语音识别效果。
[0038]本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明保护范围应以所附权利要求范围为准。
【权利要求】
1.一种智能麦克风装置，耦接至主机，包括: 一模拟麦克风单兀，用以接收声音； 一语音检测单元，用以从该声音中检测语音； 一词语检测单元，用以从该语音中检测一词语； 其中，当该词语检测单元检测到该词语时，该智能麦克风装置将一中断信号传送至该主机以使该主机操作于一正常模式。
2.根据权利要求1所述的智能麦克风装置，包括: 一时钟信号产生单元，产生一时钟信号以提供给该智能麦克风装置。
3.根据权利要求1所述的智能麦克风装置，包括: 一模拟至数字转换器，将该声音与该语音从模拟形式转为数字形式，其中该模拟至数字转换器具有两模式，而该模拟至数字转换器在正常模式下为高信噪比；并在一待机模式下为低信噪比。
4.根据权利要求3所述的智能麦克风装置，包括: 一路由器单元，耦接于该模拟至数字转换器、该词语检测单元与该主机之间，用以在其间传递信息。
5.根据权利要求1所述的智能麦克风装置，其中该主机将一时钟信号传送至智能麦克风装置而使智能麦克风装置操作于正常模式。
6.根据权利要求5所述的智能麦克风装置，其中该主机停止将时钟信号传送至该智能麦克风装置而使该智能麦克风装置操作于一待机模式。
7.根据权利要求1所述的智能麦克风装置，其中当该智能麦克风装置操作于一正常模式时，该词语检测单元将所检测的词语通过一数据脚传送至该主机。
8.根据权利要求1所述的智能麦克风装置，其中当该主机处于一待机模式时，该词语检测单元将所检测的该词语通过一数据脚传送至该主机，并以该词语为唤醒该主机的一中断信号。
9.根据权利要求1所述的智能麦克风装置，其中当该主机处于一待机模式时且该词语检测单元检测一默认词句时，该智能麦克风装置通过一频道选择脚传送一中断信号以唤醒该主机。
10.根据权利要求7所述的智能麦克风装置，其中当该词语检测单元将所检测该词语传送至该主机时，该主机处理该词语并依据该词语执行各种动作。
11.根据权利要求1所述的智能麦克风装置，其中该词语检测单元识别该语音是否符合该词语默认词句检测该词语。
12.根据权利要求1所述的智能麦克风装置1，该词语默认词句可通过一频道选择脚被加载至该智能麦克风装置存储器。
13.根据权利要求1所述的智能麦克风装置1，其中与该词语相关默认词句为预先储存于该智能麦克风装置一存储器中。
14.根据权利要求1所述的智能麦克风装置，其中该语音检测单元检查该声音在一预定期间一预定频带上振幅及/或累积能量以检测该语音。
15.根据权利要求1所述的智能麦克风装置，其中该词语检测单元在检测该词语时从该声音中消除噪音。
16.根据权利要求1所述的智能麦克风装置，更进一步与至少一麦克风装置整合以形成一智能麦克风阵列。
【文档编号】G06F1/04GK104166532SQ201310424741
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年5月17日
【发明者】黄炎松, 陈姚玎, 邓居义, 陈龙柱 申请人:美商富迪科技股份有限公司