一种头戴式全语音控制手机的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种头戴式全语音控制手机,用于民用通信领域，其包括使用中套在颈部的呈C形具有伸展弹性的主体，该主体外部设置有一悬挂式耳麦，主体尾端设置有一垂直于延时方向的用于设置充电接口和应急按键的操作面，所述主体内设置有充电及按键电路板、拓展接口模块、第一天线模块、电池模块、控制主板、语音输送及识别转换模块；语音输入时，通过语音输送及识别转换模块进行识别并转换为数字信号输入所述控制主板，所述控制主板检测所述拓展接口模块是否有比对信号并结合所述数字控制指令进行操作响应；其可脱离手和眼睛，对通讯设备进行操作。
【专利说明】
一种头戴式全语音控制手机
技术领域
[0001 ]本发明涉及移动终端设备领域，尤其涉及一种头戴式全语音控制手机。
【背景技术】
[0002]在民用通讯领域，移动通讯终端由大哥大、BP机、到小灵通、以及到现在全部功能集合入的智能手机，手机(移动终端设备)的发展都未能摆脱单机的属性，需要放置在口袋中或悬挂在腰间。拨打或接听过程中，取出手机，操作后靠近头部进行通话。使用过程，需要手(至少单手)、耳、眼、三者配合方能完成，所以在开车、特殊工种工作、吃饭、写作、等过程，均需要停止当前在进行的的事情方能进行手机操作，特别是在开车过程中，使用手机是被列为违法行为。当然，为了克服手机操作对肢体的占用，现市场上有出现，耳麦、蓝牙耳机，等等功能。但是，耳麦、蓝牙耳机形式，需要增加配件、加大配件保管难度、耳机部分只能进行简单操作，且容易与手机的界面操控相冲突，另外手机依旧需占据口袋空间，遗失现象普遍发生。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的主要技术问题是，提供一种头戴式全语音控制手机，其可脱离手和眼睛，进行操作。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种头戴式全语音控制手机包括使用中套在颈部的呈C形具有伸展弹性的主体，该主体外部设置有一悬挂式耳麦，主体尾端设置有一垂直于延时方向的用于设置充电接口和应急按键的操作面，所述主体内设置有充电及按键电路板、拓展接口模块、第一天线模块、电池模块、控制主板、语音输送及识别转换模块;语音输入时，通过语音输送及识别转换模块进行识别并转换为数字信号输入所述控制主板，所述控制主板检测所述拓展接口模块是否有比对信号并结合所述数字信号生成控制指令并进行操作响应。
[0005]所述拓展接口模块连接有一使用中用于套在手臂上的辅助臂套，在所述辅助臂套上设置有第二麦克风；当有声音输入时，第二麦克风与所述悬挂式耳麦同时采集声音，通过两部分分别采集的声音信号进行比对，进行消噪处理、和有效指令的初步判断。
[0006]在所述辅助臂套中设置有用于无线通讯信号接收和发送的第二天线模块；当控制主板监测到第二天线模块有效的情况下，对第一天线模块的功能进行切断；当控制主板监测到第二天线模块无效或无线传输信号不稳定的情况下，控制开启所述第一天线模块的功能，并逐步微调放大所述第一天线模块的功率，直到满足无线通讯信号要求时，停止所述第一天线模块功率的放大；当控制主板监测到无线通讯信号强度超出基本通信要求时，逐步微调减小所述第一天线模块的功率，直到信号到达预设值。
[0007]在所述辅助臂套中设置有传感器模块、该传感器模块包括有生理参数监测传感器。
[0008]所述进行消噪处理，具体指对第二麦克风与所述悬挂式耳麦同步采集到的声音信号进行比对，对声音音色、音量、音速差异部分进行解析，消除冗余后，再结合现有的声音降噪方法进行一次降噪处理。
[0009]所述语音输送及识别转换模块对悬挂式耳麦的声音信号进行初步处理后识别并转换为数字信号输入控制主板，在控制主板将该数字信号还原为模拟信号再进行所述消噪处理，然后将模拟信号转换为数字控制指令信号。
[0010]所述有效指令的初步判断，具体指在所述控制主板中对所述第二麦克风与所述悬挂式耳麦音速差异进行比对，判断用户嘴部与所述第二麦克风直接的第一距离，和用户嘴部与所述悬挂式耳麦直接的第二距离；当所述第一距离、第二距离差值在预设值范围内，则判定为有效指令；当所述第一距离、第二距离差值超出预设值范围，则进行语音提示用户，确定是否有效指令。
[0011 ]还包括有语音存储云端服务器，云端服务器包含有更多语音识别数据库，同时包括有人工识别端口。
[0012]所述该传感器模块包括有肢体位置传感模块，肢体位置传感模块将肢体动作结合语音进行控制指令的生成和判断。
[0013]本发明的有益效果是:一种头戴式全语音控制手机包括使用中套在颈部的呈C形具有伸展弹性的主体，该主体外部设置有一悬挂式耳麦，主体尾端设置有一垂直于延时方向的用于设置充电接口和应急按键的操作面，所述主体内设置有充电及按键电路板、拓展接口模块、第一天线模块、电池模块、控制主板、语音输送及识别转换模块;语音输入时，通过语音输送及识别转换模块进行识别并转换为数字信号输入所述控制主板，所述控制主板检测所述拓展接口模块是否有比对信号并结合所述数字控制指令进行操作响应;其可脱离手和眼睛，对通讯设备进行操作，使设备“秘书化”，提高了人机沟通效率，可实现实时在线沟通。
【附图说明】
[0014]图1为本发明一种实施例的结构示意图；
[0015]图2为本发明主体内的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0017]如图1、图2所示，一种头戴式全语音控制手机，包括呈C形的具有伸展弹性的主体I(伸展弹性可以是材质本身，也可以是内嵌弹性金属板的形式)，该主体I外部设置有一悬挂式耳麦3，主体I尾端设置有一垂直于延时方向的用于设置充电接口 5和应急按键6的操作面
4。使用中主体I套在颈部，悬挂式耳麦3塞入用户耳朵对用户播放声音或采集语音，操作面4结构垂直主体的结构形式可以尽可能的避免误触应急按键6。
[0018]实施时，应急按键6，可以采用为薄膜按键，可以防止误触。台阶按键容易触碰，触摸按键过于灵敏。应急按键6用于设备开关机、重启、特殊情况激活设备或是/否选择等等。
[0019]如图2所示，所述主体I内设置有:充电及按键电路板7、拓展接口模块8、第一天线模块9、电池模块10、控制主板11、语音输送及识别转换模块12。充电及按键电路板7-用于设置应急按键6的基座及电路对电路闭合信号进行传输，和用于设置固定充电接口 5基座和设置充电接口5对应的协调/稳压及信号传输电路;拓展接口模块8-用于设置拓展接口、辅助设备接口、摄像头接口、非常规传感器接口等等;第一天线模块9-用于设置通讯天线模块、wifi模块(也可以设置在控制主板11中)、蓝牙模块等；电池模块10-用于设置蓄电池如锂电池，进行电能存储对设备供电；控制主板11-用于设置常规的手机基本电路，如处理器、存储、数据转换、控制器等，还用于设置语音分析/转换模块、指令生成/执行模块、监测模块等;语音输送及识别转换模块12-用于向悬挂式耳麦3输出语音和对悬挂式耳麦3输入的语音进行初识别和处理。当然实施时，前述模块可以进行适当的拆分和合并。
[0020]如图2所示，所述主体I内从应急按键6—端到设置悬挂式耳麦3—端，依次设置有充电及按键电路板7、拓展接口模块8、第一天线模块9、电池模块10、控制主板11、语音输送及识别转换模块12。实施时，可不局限与上述排布方式，从设置上说，应急按键6与悬挂式耳麦3各设一端，方便使用与操作，提高使用均布性。控制主板11邻近语音输送及识别转换模块12方便线路对接和提高传输处理效率，佩戴时位于颈部偏后侧方便散热。电池模块10位于中段，佩戴时位于脖子后方，避免了颈部夹持方便散热，且有足够的设置空间。第一天线模块9与控制主板11间隔了个电池模块10，避免了无线电信号串扰，保证了两模块供电充足，佩戴时位于侧方，保证了信号良好。拓展接口模块8远离悬挂式耳麦3避免了当拓展接口有线连接时，与悬挂式耳麦3线体缠绕和拉扯，两处信号独立方向传输。
[0021]使用中，语音输入时，通过语音输送及识别转换模块12进行识别并转换为数字信号(根据后文所述的数据处理需要，也可以保持为模拟信号)输入所述控制主板U，所述控制主板11检测所述拓展接口模块8是否有比对信号并结合所述数字信号(根据后文所述的数据处理需要，所述数字信号也可以为模拟信号)生成控制指令，并控制进行设备的操作响应。(有未设置辅助臂套2或辅助臂套2损坏的情况，这样的话就失去了比对信号)。
[0022]实施时，所述拓展接口模块8可以连接有一使用中用于套在手臂(胳膊)上的辅助臂套2，在所述辅助臂套2上设置有第二麦克风14;即出现前述“拓展接口模块8是否有比对信号”的情况。当有声音输入时，第二麦克风14与所述悬挂式耳麦3同时采集声音，通过两部分分别采集的声音信号进行比对，进行消噪处理、和有效指令的初步判断。这个过程可以是在控制主板11完成也可以是在语音输送及识别转换模块12完成，还可以是在语音输送及识别转换t旲块12初步完成后然后在控制主板11最终完成。
[0023]实施时，在所述辅助臂套2中设置有用于无线通讯信号接收和发送的第二天线模块13;当控制主板11监测到第二天线模块13有效的情况下(即拓展接口模块8连接有辅助臂套2)，对第一天线模块9的功能进行切断；当控制主板11监测到第二天线模块13无效或无线传输信号不稳定的情况下，控制开启所述第一天线模块9的功能，并逐步微调放大所述第一天线模块9的功率，直到满足无线通讯信号要求时，停止所述第一天线模块9功率的放大；当控制主板11监测到无线通讯信号强度超出基本通信要求时，逐步微调减小所述第一天线模块9的功率，直到信号到达预设值。因为无线电信号对身体健康有可能存在潜在风险，原则上天线模块应当远离头部或尽量减小功率，本发明这种第一天线、第二天线的方案，有效进行天线的选择和切换，以及功率的调节，避免了使用的潜在健康风险。
[0024]具体的，控制主板11设置有信号监测模块，监测通信发文的效率从而判断通信信号的稳定情况:当信号不稳定，则加大第二天线模块13的发射功率还不能满足则再开启第一天线模块9，信号还不稳定再加大第一天线模块9的发射功率；当信号稳定，则不动作；当信号强于预设值(超过正常通信要求)则进行第一天线模块9发射功率减小，减到最小后信号依然强于预设值，则关闭第一天线模块9，采用第二天线模块13独立通信，信号依然强于预设值，再继续调低第二天线模块13发射功率，直到信号稳定或达到第二天线模块13的预设最小功率。
[0025]实施时，辅助臂套2拓展接口模块8有线传输，提高传输效率和节约能耗，当然也可以采用无线传输的形式，但无线传输，辅助臂套2内需独立设置蓄电池，并且实施中，辅助臂套2也可以采用腕带、腕表(即辅助臂套的“臂套”，可以是手腕，也可以是胳膊)的形式这样的方式需要延长与主体I之间的距离，若有线连接方式需要加长导线距离，辅助臂套2设置在腕部的好处是:容易控制形成如后文中所述的第一距离、第二距离的差值，即可通过手腕移动控制形成有效指令。
[0026]实施时，在所述辅助臂套2中设置有传感器模块15、该传感器模块15包括有生理参数监测传感器。可进行心率、血压、体温、等等生理参数监测，实现健康监测功能，语音实时提示，比传统监测方式更为有效和实时性。
[0027]实施时，所述进行消噪处理，具体可以是指对第二麦克风14与所述悬挂式耳麦3同步采集到的声音信号进行比对，对声音音色、音量、音速差异部分进行解析，消除冗余后，再结合现有的声音降噪方法进行一次降噪处理。
[0028]实施时，所述语音输送及识别转换模块12对悬挂式耳麦3的声音信号进行初步处理后识别并转换为数字信号输入控制主板11，在控制主板11将该数字信号还原为模拟信号再进行所述消噪处理，然后将模拟信号转换为数字控制指令信号。
[0029]所述现有的声音降噪方法，包括但不限于:EZ净化、CD抓轨、动态滤波器/连续滤波器、降噪算法、自动适应滤波(智能滤波)、虚拟电子管(程序有电子管模拟功能，可对音频进行模拟处理，以达到清晰化音色效果)、“丽音技术”、主动降噪、EarSmart降噪。
[0030]现有降噪方法普遍为软件降噪，本发明提供了一种全新的硬件降噪方式并通过软件降噪与硬件降噪结合，有效提高声音处理效果。当然关键在硬件降噪，其关键作用除降噪外还对语音识别具有针对性，保证了后续生成指令的准确性。
[0031 ]实施时，所述有效指令的初步判断，具体指在所述控制主板11中对所述第二麦克风14与所述悬挂式耳麦3音速差异进行比对，判断用户嘴部与所述第二麦克风14直接的第一距离，和用户嘴部与所述悬挂式耳麦3直接的第二距离；当所述第一距离、第二距离差值在预设值范围内，则判定为有效指令；当所述第一距离、第二距离差值超出预设值范围，则进行语音提示用户，确定是否有效指令。
[0032]比如，预设值范围为5-10厘面，第二距离固定为5厘米(悬挂式耳麦3与用户嘴部的距离固定)，第一距离根据头部的位置(可主动偏转脖子改变该距离)，当用户偏转到嘴部与第二麦克风14(辅助臂套2)为10到15厘米时，语音输入可产生有效指令，小于10里面或大于15里面，无法产生指令。当然，这个预设值范围用户可以根据习惯进行调整。
[0033]效指令的初步判断方式，可以直接避免噪音或用户日常通话产生的错误指令，导致使用干扰。用户只需养成歪一下脖子的习惯，即可进行手机操作。例如打电话过程，用户正常姿态说“打电话”设备不响应，需要打电话时，用户略低脖子或略偏转脖子(为的是减小嘴部与第二麦克风的距离)，说句“打电话”，设备识别为有效指令，进如拨号响应操作模式并语音提示用户“您需要呼叫谁?”，用户说一句“张山”设备进行通讯录查找并拨号。此时用户可以抬起脖子待电话接通进行正常通话。当通讯录出现两个“张山”时，设备进行语音提示，并语音读出通讯录内容，请示用户选择，用户语音确认后，设备进行拨号。当用户语音表述不清楚时，设备提示不清楚情况提示用户重新说一下。对于其他控制，如短信收发、微信收发、设备设置等，同理，设备将文本内容进行语音读出，提示用户语音选择或操作。整个过程顺畅、自然、且控制机制有效。用户可完全脱离手、眼进行通信设备操作、控制。
[0034]其他交代不明的具体的指令控制部分的内容，可参照现有的手机语音控制功能、SIR1、讯飞语音控制，结合本专利的特殊场景，进行推演。
[0035]为实现图片预览、电影等功能，可以在拓展接口模块8设置接插式投影仪，或者连接视网膜投影设备/多媒体眼镜。
[0036]实施时，还可包括有语音存储云端服务器，云端服务器包含有更多语音识别数据库，包括由传统视觉转到全语音陈述的一些表述方式的更新，同时包括有人工识别端口，对数据库中没有的表述方式、语音信息、无法查找到的数据进行人工辅助，并在辅助完成后进行存储。
[0037]语音存储云端服务器与对应的头戴式全语音控制手机进行公用数据库和私人数据库配对，公用数据库包括有更多的语音识别数据，如生僻字语音数据、俚语数据、方言数据、外语数据等待，这些数据存储在云端可以避免手机中存储量过大，并且建立在现有2G、3G、4G通信基础上可进行数据快速传送，私人数据库可包括私人暗号、快捷短语指令、或日常常规数据，实现用户数据的保密性和可转移性。
[0038]实施时，所述该传感器模块15还可包括有肢体位置传感模块，肢体位置传感模块将肢体动作结合语音进行控制指令的生成和判断。例如抬起手臂、握拳、弯曲手臂、绷紧肌肉、等等，均可形成特殊的指令、或特殊的数据输入方式，实现更灵活的输入/选项方式，或拓展出更多互动、功能。
[0039]对于天线模块，第一天线模块9、第二天线模块13，天线的通信直接与通信运营商的基站对接，当附近有w i f i热点时，天线的附属w i f i模块可以打开与w i f i热点对接，至少第一次对接前需语音提示用户。对于天线模块的通信内容，预计设备的需要情况正常只进行话网连接(2、3、4G)，有其他数据通信需求时，通过运营商或wifi热点，进行互联网接入，例如有无法识别的语音输入时，通过2、3、4G网络或wifi热点接入到设备开发商的云端服务器，寻求支持。
[0040]以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种头戴式全语音控制手机，其特征在于，包括使用中套在颈部的呈C形具有伸展弹性的主体(I)，该主体(I)外部设置有一悬挂式耳麦(3)，主体(I)尾端设置有一垂直于延时方向的用于设置充电接口(5)和应急按键(6)的操作面(4)，所述主体(I)内设置有充电及按键电路板(7)、拓展接口模块(8)、第一天线模块(9)、电池模块(10)、控制主板(II)、语音输送及识别转换模块(12);语音输入时，通过语音输送及识别转换模块(12)进行识别并转换为数字信号输入所述控制主板(U)，所述控制主板(11)检测所述拓展接口模块(8)是否有比对信号并结合所述数字信号生成控制指令并进行操作响应。2.如权利要求1所述的头戴式全语音控制手机，其特征在于，所述拓展接口模块(8)连接有一使用中用于套在手臂上的辅助臂套(2)，在所述辅助臂套(2)上设置有第二麦克风(14);当有声音输入时，第二麦克风(14)与所述悬挂式耳麦(3)同时采集声音，通过两部分分别采集的声音信号进行比对，进行消噪处理、和有效指令的初步判断。3.如权利要求2所述的头戴式全语音控制手机，其特征在于，在所述辅助臂套(2)中设置有用于无线通讯信号接收和发送的第二天线模块(13);当控制主板(11)监测到第二天线模块(13)有效的情况下，对第一天线模块(9)的功能进行切断；当控制主板(11)监测到第二天线模块(13)无效或无线传输信号不稳定的情况下，控制开启所述第一天线模块(9)的功能，并逐步微调放大所述第一天线模块(9)的功率，直到满足无线通讯信号要求时，停止所述第一天线模块(9)功率的放大；当控制主板(11)监测到无线通讯信号强度超出基本通信要求时，逐步微调减小所述第一天线模块(9)的功率，直到信号到达预设值。4.如权利要求2所述的头戴式全语音控制手机，其特征在于，在所述辅助臂套(2)中设置有传感器模块(15)、该传感器模块(15)包括有生理参数监测传感器。5.如权利要求2所述的头戴式全语音控制手机，其特征在于，所述进行消噪处理，具体指对第二麦克风(14)与所述悬挂式耳麦(3)同步采集到的声音信号进行比对，对声音音色、音量、音速差异部分进行解析，消除冗余后，再结合现有的声音降噪方法进行一次降噪处理。6.如权利要求5所述的头戴式全语音控制手机，其特征在于，所述语音输送及识别转换模块(12)对悬挂式耳麦(3)的声音信号进行初步处理后识别并转换为数字信号输入控制主板(11)，在控制主板(11)将该数字信号还原为模拟信号再进行所述消噪处理，然后将模拟信号转换为数字控制指令信号。7.如权利要求2所述的头戴式全语音控制手机，其特征在于，所述有效指令的初步判断，具体指在所述控制主板(11)中对所述第二麦克风(14)与所述悬挂式耳麦(3)音速差异进行比对，判断用户嘴部与所述第二麦克风(14)直接的第一距离，和用户嘴部与所述悬挂式耳麦(3)直接的第二距离；当所述第一距离、第二距离差值在预设值范围内，则判定为有效指令；当所述第一距离、第二距离差值超出预设值范围，则进行语音提示用户，确定是否有效指令。8.如权利要求1所述的头戴式全语音控制手机，其特征在于，还包括有语音存储云端服务器，云端服务器包含有更多语音识别数据库，同时包括有人工识别端口。9.如权利要求2或4所述的头戴式全语音控制手机，其特征在于，所述该传感器模块(15)包括有肢体位置传感模块，肢体位置传感模块将肢体动作结合语音进行控制指令的生成和判断。
【文档编号】G10L15/26GK105847470SQ201610178587
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月27日
【发明人】聂明凯, 张勋
【申请人】深圳市润雨投资有限公司