专利名称：具有声控按键功能的电子装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子装置，特别涉及一种具有声控按键功能的电子装置。
背景技术：
传统电子装置实现按键输入功能有两种方式，一种是实体按键方式，另一种是触控按键方式。实体按键方式由键体、导光系统、背光系统组成，具有结构设计复杂、体积大、成本高的缺点；触控按键方式由触控装置或触控屏，以及触控芯片来实现。近年来包括手持移动终端在内的各种电子装置常见的触控按键方案通常是通过触控屏来实现，其实现又分为两种方式，一是把触控按键做在显示屏可视区之外的触控屏上，这种方式通常需要在触控屏上的按键区域印刷按键丝印，并辅以导光系统、背光系统实现按键的照明，具有实现方式复杂、体积大、成本高的缺点；另一种方式是把触控按键以软按键的形式做在显示屏可 视区之内的触控屏上，即在显示屏上显示虚拟按键的图标，通过按触控屏上的相应位置来实现该按键功能，这种方式不需实体按键及按键背光照明，但占用了显示屏的部分可视区，实际上以牺牲了显示屏的分辨率为代价来实现所需要的按键功能，降低了显示屏的用户体验。近年来，人声语音识别技术取得显著进步，开始应用到包括手持移动终端在内的各种电子装置上并取代部分按键功能。现有语音识别技术主要是把人的语音通过识别和理解过程转变成文本或命令，其主要解决的是对自然语言的识别、语音信息量、语音的模糊性、语境判别等问题，通常需要庞大的本地或联网云数据库(语音识别引擎)及强大的运算处理能力支持；在某些移动终端上已经使用了语音识别技术，作为文字输入和人机控制接口的一种方式，并且在一些应用场合已经部分替代实体按键的功能，但现有的语音输入方式需要用户发出准确语音以提高语音识别率，很难有效保护个人隐私。人声语音识别技术不可避免的具有上述实现复杂、占用大量内存空间和软件资源、需联网云数据库、识别时间长、识别率低、成本高、隐私性差的缺点。综上所述，目前包括手持移动终端在内的各种电子装置上的按键实现方式有上述各种缺点。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有的电子装置上的按键实现方式进行改进，提供一种具有声控按键功能的电子装置，无需占用大量内存空间和软件资源，识别度高且成本低。本实用新型提供了一种具有声控按键功能的电子装置，包括触控屏以及麦克风，所述触控屏用于响应用户的触摸而产生相应的触摸信号，所述麦克风用于采集声音并将所采集的声音转化为模拟电信号，该电子装置还包括存储单元，所述存储单元存储有多个声音样本值及至少一声音样本与键值对应关系表，其中，该声音样本与键值对应关系表定义了多个声音样本与键值的对应关系，其中，该声音样本对应的声音包括手指敲击、按压或滑动电子装置的非有效触控区域表面所发
出的声音。主控制模块，所述主控制模块与所述触控屏、麦克风以及存储单元均连接，所述主控制模块用于响应用户的操作将电子装置切换为等待按键模式，并在电子装置处于等待按键模式时，接收麦克风产生的模拟电信号，将麦克风传输的模拟电信号进行一定的数字化处理得到对应的数字音频信号后，根据该数字音频信号判断该声音音量是否在一预定的阈值范围内，如果是，则主控制模块继续判断此时触控屏是否有触摸信号产生，如果没有，则进一步根据该数字音频信号判断该麦克风所采集的声音是否与存储单元的某一声音样本一致，当主控制模块判断该麦克风所采集的声音与该声音样本与键值对应关系表中的某一声音样本一致时，根据该声音样本与键值对应关系表确定该声音样本所对应的键值，并执行相应的按键操作。当该主控制模块判断声音音量在一预定的阈值范围外，或者在接收到麦克风传输的模拟电信号的同时接收到触控屏的触摸信号，或者判断该麦克风所采集的声音不与所述 存储于存储单兀中的任一声音样本一致时，则该主控制模块确定该麦克风所米集的声音为噪音或无效声音，而不进行处理。所述存储于存储单元中的声音样本为数字音频信号形式的声音，所述主控制模块将麦克风传输的模拟电信号转换成数字音频信号后，比较该转换后的数字音频信号与该些数字音频信号形式的声音样本，并判断两者相同时，判断麦克风米集的声音与该声音样本—致。所述存储于存储单元内的声音样本可由出厂时由厂商将各按键键值对应的各种声音样本预存在存储芯片内或由用户自定义各种键值的各种声音样本，并保存于该声音样本与键值对应关系表中。所述声音样本与键值的对应关系包括短击一声对应菜单键；连击两声对应主页键；划动声对应返回键；手指按压并释放声对应搜索键。所述存储单元为电子装置的内置存储单元或外接存储单元。所述电子装置为具有触控屏的手机、笔记本电脑、平板电脑、数码相机、电子阅读器中的一种。本实用新型的有益效果是本实用新型所提供的电子装置无需实体按键或触摸按键，无需给按键提供照明功能的导光系统及背光系统，而只需复用电子装置上已有的麦克风来采集手指的声音来实现声控按键功能，即节约成本、节省空间，而且给电子装置带来了全新的用户体验，隐秘性好，操作简单实用。
图I为本实用新型的具有声控按键功能的电子装置的模块架构图；图2为本实用新型的应用于如图I所示电子装置中的声音样本及与键值对应关系表的不意图；图3为本实用新型的具有声控按键功能的电子装置的实现一次声控按键的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行说明。请一并参阅图I及图2，图I为本实用新型的具有声控按键功能的电子装置100的模块架构图，该具有声控按键功能的电子装置100 (以下称为电子装置100)包括存储单元10、显示屏20、触控屏30、主控制模块40及麦克风50。其中主控制模块40分别与所述存储单元10、显示屏20、触控屏30以及麦克风50连接。所述存储单元10用于存储电子装置100的软件和数据，在本实施方式中，所述存储单元还存储有多个声音样本值及至少一个如图2所示的声音样本与键值对应关系表，该声音样本与键值对应关系表定义了多个声音样本与键值的对应关系。如图2所示，其中，多个声音样本可对应同一个键值，也可以是一个声音样本与一个键值唯一对应。例如，如图2所示，声音样本I及声音样本2对应键值I ;声音样本3对应键值2。其中，该声音样本对应的声音包括手指敲击、按压或滑动电子装置100的非有效触控区域表面所发出的某几种 特定声音，该声音经由用户的手指与电子装置100的外壳中非有效触控区域部分的接触而产生。其中，所述存储单元10可为电子装置100的内置存储单元，例如内置的RAM(随机可读存储器)，也可以为外接存储单元，例如闪存卡等。所述显示屏20用于显示视频、文字文档等多媒体文件以及包括功能图标的图形用户界面。触控屏30用于响应用户的触摸产生触摸信号。该触控屏30可覆盖与显示屏20之上形成触摸显示屏，该触控屏30有效触控区域的面积可与显示屏20的显示面积完全一致，也可以大于显示屏20的显示面积。其中，本实施方式中，该电子装置100的非有效触控区域表面为触控屏30以外的表面区域。所述麦克风50用于采集声音，并将其转化为模拟电信号。其中，该主控制模块40用于响应用户的操作将电子装置100切换为等待按键模式。在等待按键模式下，麦克风50不停的采集附近的声音，将其转化为模拟电信号，并传输给主控制模块40。该主控制模块40用于将麦克风50传输的模拟电信号进行一定的数字化处理得到数字音频信号后根据该数字音频信号判断该声音音量是否在一预定的阈值范围内，如果是，则主控制模块40判断此时触控屏30是否有触摸信号产生，如果没有，则进一步判断该数字音频信号是否为该声音样本与键值对应关系表中的某一声音样本，当主控制模块40判断该数字音频信号与该声音样本与键值对应关系表中的某一声音样本一致时，确定该声音样本所对应的键值，并执行相应的按键动作。如果该主控制模块40判断声音音量在一预定的阈值范围外或者在接收到麦克风50传输的模拟电信号的同时接收到触控屏30的触摸信号，或者判断该数字音频信号不与该声音样本及键值对应关系表中的任何一个声音样本一致时，则该主控制模块40确定该麦克风50所米集的声音为噪音或无效声音,而不进行处理。其中，该存储于存储单兀10中的声音样本为数字音频信号形式的声音,该主控制模块40根据麦克风50传输的模拟电信号转换成数字音频信号后，比较该转换后的数字音频信号与该些数字音频信号形式的声音样本，并判断两者相同时，判断麦克风50采集的声音与该声音样本一致。其中，上述存储于存储单元10内的声音样本的预置方式可以有两种，一.由出厂时内置，即在电子装置100出厂时厂家已经将各按键键值对应的各种声音样本预置在存储芯片10内；二.学习功能，即，用户按照自己使用习惯定义各种键值的各种声音样本，并保存于该声音样本与键值对应关系表中。其中，该主控制模块40通过运行一具备声音识别与判断的算法软件来判断该麦克风50采集的声音是否为该存储于存储单元10中的声音样本。其中，该主控制模块40为一个或多个处理芯片组成的电路模块，该电子装置100为一具有触控屏30的手机、笔记本电脑、平板电脑、数码相机、电子阅读器等便携式电子装置。图3为本实用新型的电子装置100的实现一次声控按键的工作流程图，其工作过程包括如下步骤步骤S301 :主控制模块40响应用户的操作控制电子装置100处于等待按键模式 下。步骤S302 :主控制模块40启动麦克风50实时侦测环境声音；在这里麦克风50不间断地采集附近的声音，将其转化为模拟电信号，并送入主控制模块40进行模数数字化转换和处理得到相应的数字音频信号。步骤S303 :主控制模块40根据转换到的数字音频信号判断麦克风50采集的声音音量是否在所设定的阈值范围内，如果是，则进行下一步；如果否，则执行步骤307。步骤S304:主控制模块40判断用户当前是否正在操作触控屏30，即判断是否接收到触控屏30产生的触摸信号，如果否，则进行下一步；如果是，则执行步骤S307。其中，这一步骤的主要目的是为了防止操作触控屏时产生的声音引起的误判断。步骤S305 :主控制模块40将本次采集到的声音样本与存储于在存储单元10内的声音样本进行一一对比，判断该采集到的声音样本是否与该存储单元10中的某一声音样本一致。这一步是软件执行的主要的识别判断动作。步骤S306 :当主控制模块40判断该采集到的声音样本与存储单元10中的任一声音样本均不一致时，执行步骤S307 ;否则，该主控制模块40确定该一致的声音样本，并根据该声音样本与键值对应关系表确定该一致的声音样本对应的键值，并执行该对应的键值操作。步骤S307 :主控制模块40确定本次麦克风50采集到的声音样本为噪音或无效音，步骤返回步骤302继续侦测环境声音。本实用新型的电子装置100的声控按键的实现可以同时采用多种软件纠错方法，包括但不限于一.设定抗外界干扰阈值；二.声控按键操作与触摸屏操作区分，防止误动作；三.可结合现有移动终端上的双麦克风或多个麦克风消噪技术识别所要判定的声音，以提高识别率；四.采用多个声音样本对应一键值方式提高识别的成功率。本实用新型的电子装置100的声控按键采用的声音样本和键值的对应关系，可以包括但不仅限于下面的一个实例一.短击一声菜单(Menu)键；二 .连击两声主页(Home)键；三.划动声返回(Back)键；四.手指按压并释放声搜索(Search)键；上述举例的英文按键名称为谷歌(Google)安卓(Android)操作系统的按键名称。显然，该些声音样本有其他的方式，例如连击三声，而且这些声音样本对应的键值可为其他任意操作系统的按键名称。[0040]本发明还可有其他多种实施例，例如电子装置可采用一个以上的麦克风进行声音识别按键，再例如电子装置可采用实体按键或触摸按键或人声语音识别技术等与本方案相互结合的互补型按键实现方式。在不背离本发明精神及实质的情况下，熟悉本领域的技术人员都可根据本发明作各种相应的改变，但这些改变的方案都应属于本发明所附的权力要求的保护范围。以上具体实施方式
对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新 型的限制。本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
权利要求1.一种具有声控按键功能的电子装置，包括触控屏以及麦克风，所述触控屏用于响应用户的触摸而产生相应的触摸信号，所述麦克风用于采集声音并将所采集的声音转化为模拟电信号，其特征在于，该电子装置还包括 存储单元，存储有多个声音样本值及至少一声音样本与键值对应关系表，其中，该声音样本与键值对应关系表定义了多个声音样本与键值的对应关系，其中，该声音样本对应的声音包括手指敲击、按压或滑动电子装置的非有效触控区域表面所发出的声音； 主控制模块，与所述触控屏、麦克风以及存储单元均连接，所述主控制模块用于响应用户的操作将电子装置切换为等待按键模式，并在电子装置处于等待按键模式时，接收麦克风产生的模拟电信号，将麦克风传输的模拟电信号进行一定的数字化处理转换成数字音频信号后，根据该数字音频信号判断该声音音量是否在一预定的阈值范围内主控制模块继续判断此时触控屏没有触摸信号产生且根据该数字音频信号判断该麦克风所采集的声音与该声音样本与键值对应关系表中的某一声音样本一致时，根据该声音样本与键值对应关系表确定该声音样本所对应的键值，并执行相应的按键操作。
2.根据权利要求I所述具有声控按键功能的电子装置，其特征在于，当该主控制模块判断声音音量在一预定的阈值范围外，或者在接收到麦克风传输的模拟电信号的同时接收到触控屏的触摸信号，或者判断该麦克风所采集的声音不与所述存储于存储单元中的任一声音样本一致时，则该主控制模块确定该麦克风所米集的声音为噪音或无效声音，而不进行处理。
3.根据权利要求2所述具有声控按键功能的电子装置，其特征在于，所述存储于存储单元中的声音样本为数字音频信号形式的声音，所述主控制模块将麦克风传输的模拟电信号转换成数字音频信号后，比较该转换后的数字音频信号与该些数字音频信号形式的声音样本，并判断两者相同时，判断麦克风米集的声音与该声音样本一致。
4.根据权利要求2所述具有声控按键功能的电子装置，其特征在于，所述存储于存储单兀内的声音样本可由出厂时由厂商将各按键键值对应的各种声音样本预存在存储芯片10内或由用户自定义各种键值的各种声音样本，并保存于该声音样本与键值对应关系表中。
5.根据权利要求I所述具有声控按键功能的电子装置，其特征在于，所述声音样本与键值的对应关系包括短击一声对应菜单键；连击两声对应主页键；划动声对应返回键；手指按压并释放声对应搜索键。
6.根据权利要求I所述具有声控按键功能的电子装置，其特征在于，所述存储单元为电子装置的内置存储单元或外接存储单元。
7.根据权利要求I所述具有声控按键功能的电子装置，其特征在于，所述电子装置为具有触控屏的手机、笔记本电脑、平板电脑、数码相机、电子阅读器中的一种。
专利摘要本实用新型公开了一种具有声控按键功能的电子装置，包括触控屏、麦克风、存储单元以及主控制模块，触控屏用于响应用户的触摸产生触摸信号，麦克风用于采集声音，所述存储单元存储有多个声音样本值及一声音样本及键值对应关系表，其中，该声音样本及键值对应关系表定义了多个声音样本及键值的对应关系，所述主控制模块与所述触控屏、麦克风以及存储单元均连接，用于响应用户的操作将电子装置切换为等待按键模式，并判断麦克风所采集的声音的音量在一预定的阈值范围内以及判断触控屏未有触摸信号产生及该麦克风所采集的声音与存储单元的某一声音样本一致时，根据该声音样本与键值对应关系表确定该声音样本所对应的键值，并执行相应的按键操作。
文档编号G06F3/0487GK202795331SQ201220489910
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者何势华 申请人:共青城赛龙通信技术有限责任公司