车载语音识别系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及信息识别技术领域，特别是设及一种车载语音识别系统。
【背景技术】
[0002] 集成语音识别与通讯功能的车载娱乐系统越来越普遍，但是由于车内各种背景噪 音的复杂性，使得环境噪声抑制技术已经成为车载娱乐系统中的迫切需求。车载语音识别 的技术难度在于对车内噪音环境的适应及处理。车内噪声源很复杂，主要有发动机噪声、车 体振动噪声、气流噪声、悬挂系统噪声及其他零部件噪声5个方面。其来源可分为非行驶环 境和行驶环境两种类型。车辆处于非行驶状态时，空调产生风噪，发动机产生怠速噪音；行 驶中，发动机高速运转的噪声、悬挂系统产生的噪声W及轮胎产生的噪声都会通过底盘传 入车内。汽车在颠鑛路面行驶产生的车身共振，或高速行驶时开启的车窗产生共振都会成 为噪声。在一般情况下，行驶速度越高，风噪越大；由于设计的原因，汽车风阻系数很难改 变，也很难彻底有效地降低风噪。由于车内空间狭窄，噪声不能有效地被吸收，互相撞击有 时还会在车内产生共鸣现象。语音识别、通讯功能运作时，一旦环境中有噪声存在，性能就 会下降。
[0003] 为了提高语音信号的质量，降低语音获取过程中的背景噪音的干扰，目前采用双 麦克风分别拾取带有背景噪声的语音信号和纯噪声信号。每个麦克风都是单端输出，另一 个输出端接地。信号先经外部放大后才能进FM1182忍片进行消噪处理，处理结果W模拟信 号的方式输出给下一级，模拟信号不易长距离传输。
[0004] 采用传统系统容易受电磁干扰，从而导致语音识别出的语音信号质量差、不稳定。
【发明内容】
阳〇化]基于此，有必要针对系统存在电磁干扰信号，从而导致语音识别出的语音信号质 量差的问题，提供一种车载语音识别系统。
[0006] 一种车载语音识别系统，包括：设置在车上的声音传感电路、接口电路、语音处理 器、语音识别处理器；
[0007] 所述声音传感电路的输出端与所述接口电路的输入端连接，所述接口电路的输出 端与语音处理器连接，所述语音处理器与所述语音识别处理器连接；
[0008] 所述声音传感电路采集车内环境中的语音信号，将所述语音信号进行放大，并将 放大后的语音信号从正负端输出至所述接口电路；
[0009] 所述接口电路将从正负端接收的信号W差分信号的方式输出至语音处理器；
[0010] 所述语音处理器将所述差分信号进行放大、滤波去噪、模数转换，获得语音数字信 号，并将所述语音数字信号传输至语音识别处理器；
[0011] 语音识别处理器对所述语音数字信号进行识别获得语音指令。
[0012] 上述车载语音识别系统，通过在车上设置声音传感电路、接口电路、语音处理器、 语音识别处理器，利用声音传感电路采集车内环境中的语音信号并进行放大，利用接口电 路将接收的两路信号W差分信号的方式输出至语音处理器，可W抗电磁干扰。利用语音处 理器将所述差分信号进行放大、滤波去噪、模数转换，可W获得高质量的语音数字信号，语 音识别处理器对所述语音数字信号进行识别获得语音指令，从而提高了识别出的语音信号 质量。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明车载语音识别系统实施例一的结构示意图；
[0014] 图2为本发明应用实例中声音传感电路图；
[0015] 图3为本发明实施例中接口电路的示意图；
[0016] 图4为本发明应用实例中接口电路图；
[0017] 图5为本发明车载语音识别系统实施例二的结构示意图；
[0018] 图6a为不经过消噪处理的测试效果示意图；
[0019] 图化为启动本发明车载语音识别系统后的测试效果示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于 此。
[0021] 如图1所示，为本发明车载语音识别系统实施例一的结构示意图，包括：设置在车 上的声音传感电路110、接口电路120、语音处理器130、语音识别处理器140 ;
[0022] 所述声音传感电路110的输出端与所述接口电路120的输入端连接，所述接口电 路120的输出端与语音处理器130连接，所述语音处理器130与所述语音识别处理器140 连接；
[0023] 所述声音传感电路110采集车内环境中的语音信号，将所述语音信号进行放大， 并将放大后的语音信号从正负端输出至所述接口电路；
[0024] 所述接口电路120将从正负端接收的信号W差分信号的方式输出至语音处理器； [00巧]所述语音处理器130将所述差分信号进行放大、滤波去噪、模数转换，获得语音数 字信号，并将所述语音数字信号传输至语音识别处理器；
[00%] 语音识别处理器140对所述语音数字信号进行识别获得语音指令。
[0027] 本实施例通过在车上设置声音传感电路、接口电路、语音处理器、语音识别处理 器，利用声音传感电路采集车内环境中的语音信号并进行放大，利用接口电路将从正负端 接收的信号W差分信号的方式输出至语音处理器，可W抗电磁干扰。利用语音处理器将所 述差分信号进行放大、滤波去噪、模数转换，可W获得高质量的语音数字信号，语音识别处 理器对所述语音数字信号进行识别获得语音指令，从而提高了识别出的语音信号质量。其 中，声音传感电路采集车内环境中的语音信号，运里的语音信号可W是纯语音信号，也可W 是混有噪音的语音信号。
[0028] 由声音传感电路组成的设备可W是声音传感器，例如麦克风。
[0029] 在其中一个实施例中，所述声音传感电路包括压电器件、放大器、第二滤波电容；
[0030] 压电器件的一端与放大器的输入端连接，放大器的输出端分别与第二滤波电容和 声音传感电路的正极输出端连接，压电器件的另一端分别与放大器的电源端、第二滤波电 容和声音传感电路的负极输出端连接。
[0031] 进一步的，如图2所示，为本发明应用实例中声音传感电路图。第二滤波电容包括 两个并联的电容Cl和C2。
[0032] 在其中一个实施例中，如图3所示，为本发明实施例中接口电路的示意图。所述接 口电路包括第一低通滤波器310、第二低通滤波器320、第一偏置电路330、下拉电阻340 ;
[0033] 所述第一偏置电路330包括依次连接的上拉电阻331、偏置电源端口 332和第一滤 波电容333,第一滤波电容333接地；
[0034] 所述接口电路的正极输入端350与第一低通滤波器310连接，第一低通滤波器310 分别与接口电路的正极输出端370和上拉电阻331连接，接口电路的负极输入端360与第 二低通滤波器320连接，第二低通滤波器320分别与接口电路的负极输出端380和下拉电 阻340连接，下拉电阻340接地。
[0035] 本实施例将声音传感电路中的语音信号通过差分的方式传输到语音处理器中，差 分的方式可W减少电磁干扰和本地噪声，PCB板引入的噪声因为共模噪声对于LINE_IN_P、 LINE_IN_N来说是同相的，经过语音处理器内部的音频差分出入后可W互相抵消。偏置电源 端口可W与偏置电源连接，W便给声音传感电路供电。偏置电源可W是PMIC_BIAS。
[0036] 进一步的，在一个具体实例中，如图4所示，为本发明应用实例中接口电路图。包 括第一低通滤波器L36、第二低通滤波器L39、第一偏置电路、下拉电阻R86、接口电路的正 极输入端MIC_P、负极输入端MIC_N、正极输出端MIC_IN_P和负极输出端MIC_IN_N。第一偏 置电路包括依次连接的上拉电阻R80、偏置电源端口和第一滤波电容。第一滤波电容可W 由=个电容C337、C81、C103并联组成。其中，L36的取值可W为化，L39的取值可W为化， R80的取值可W为2K，C337的取值可W为22uF、C81的取值可W为22化F、C103的取值可 W为33pF。进一步的，还可W设有电容C87、电容C104、电容C105,取值可W分别是l(K)pF、 33pF、3化F。L36的输出端分别与电容C87和电容C105连接，L39的输出端分别与电容C87 和电容C104连接，电容C104和电容C105接地。
[0037] 上拉电阻的目的是为了给声音传感器（比如麦克风）内部的放大器（比如阳T放 大器）提供一个漏极偏置，使其工作在饱和区，完成信号放大的任务。可W称该上拉电阻为 偏置电阻。偏置电阻的选择会影响到放大电路的最大动态输出范围。如果电阻选择过大， 可能使MIC内部的FET进入非饱和区；电阻过小，可能导致损坏管子。
[003引声音传感器偏置电路需要增加小电容W滤除电磁干扰，上拉的偏置电源需要增加 大电容使得纹波VPP控制在20mV W内。
[0039] 因为PCB板走线引入的共模噪声是一种W共模形式输入的干扰，如果电路对称性 越差，其共模抑制比就越小，抑制共模信号（干扰）的能力也就越差。本实施采用将语音信 号（比如麦克风信号）通过差分的方式输入到语音处理器（忍片），差分的方式可W减少电 磁干扰和本地噪声，PCB板引入的噪声因为共模噪声对于LINE_IN_P、LINE_IN_N来说是同 相的，经过语音处理器内部的音频差分出入后可W互相抵消。
[0040] 语音信号经语音处理器处理后，经线路输出（I2S_0UT)，送到IMX53的I2S输入端。 卿趴的输出差分信号送到忍片回声消除的参考信号输入端化INE_IN_P，LINE_IN_N)，用于 在免提模式下消除回声。
[0041] 在其中一个实施例中，为了避免声音传感电路中的放大器进入非饱和区，同时又 不损坏管子，上拉电阻和下拉电阻符合如下公式：
[0042]
[0043] 其中，Rp为上拉电阻，R W为下拉电阻，V孤表示供电电压，I DSS表示声音传感电路最 大耗电流。
[0044] 具体的，偏置电路设计参数如下：
[0045]
[0046]
[0047]
[0048] Idss是MIC的最大耗电流500uA，为了将偏置电压值设定为电源的中点，使MIC达 到输出最大化的动态范围，将按Rw+Rp= V_BIAS^ DSS设定偏置电阻，