无线耳机、用于无线耳机的智能语音控制系统及方法与流程

本发明涉及无线耳机技术领域，特别是涉及一种用于无线耳机的智能语音控制系统及其方法。本发明还涉及一种无线耳机。

背景技术：

无线耳机的发展目前基于两大趋势，一种是无线化，一种是智能化。在智能化方面，人工智能ai耳机已相继发布，作为ai平台的入口，未来耳机将逐渐成为ai的入口。

目前的无线ai耳机多搭载有智能语音助手，即用户可对准无线耳机上的麦克风说语音指令，无线耳机会将接收到的语音指令发送至移动终端，之后由移动终端将语音指令发送至云端的智能语音服务来进行相应的处理，从而实现语音控制的目的。

在智能语音控制过程中，为了保证语音控制的准确性，则需要保证无线耳机的抗噪声能力，使得在相对嘈杂的环境中，耳机仍可以识别当前佩戴者所说的语音内容，进而提高语音控制的准确性。

因此，如何提供一种准确性高的用于无线耳机的智能语音控制系统及其方法以及一种无线耳机是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于无线耳机的智能语音控制系统及其方法，通过两个麦克风来对接收到的语音数据进行双麦降噪，从而提高无线耳机的抗噪声能力以及语音控制的准确性；本发明的另一目的是提供一种包括上述智能语音控制系统的无线耳机。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于无线耳机的智能语音控制系统，包括内部控制电路以及两个麦克风；

所述内部控制电路的输入端与两个所述麦克风连接，所述内部控制电路的输出端与移动终端无线连接；

所述内部控制电路用于接收两个所述麦克风发送的语音数据进行双麦降噪处理，并依据降噪处理后的语音数据生成相应的语音指令，将所述语音指令发送至移动终端。

优选地，所述内部控制电路包括蓝牙芯片；

两个所述麦克风均连接所述蓝牙芯片的输入端。

优选地，所述内部控制电路包括数字信号处理模块以及蓝牙芯片；

两个所述麦克风均与所述数字信号处理模块的输入端连接；所述数字信号处理模块的输出端连接所述蓝牙芯片；所述蓝牙芯片的输出端与移动终端无线连接；

所述数字信号处理模块用于接收两个所述麦克风发送的语音并对所述语音进行双麦降噪处理，并将降噪处理后的语音数据发送至所述蓝牙芯片；

所述蓝牙芯片用于所述数字信号处理模块发送的数据进行分析并生成相应的语音指令，将所述语音指令发送至移动终端。

优选地，所述内部控制电路包括数字信号处理模块以及蓝牙芯片；其中，一个所述麦克风连接所述数字信号处理模块的输入端，另一个所述麦克风连接所述蓝牙芯片的输入端；

所述数字信号处理模块的输出端连接所述蓝牙芯片；所述蓝牙芯片的输出端与移动终端无线连接；

所述数字信号处理模块用于接收自身连接的麦克风发送的语音数据并发送至所述蓝牙芯片；

所述蓝牙芯片用于综合所述数字信号处理模块发送的语音数据以及自身接收的语音数据进行双麦降噪处理，并依据降噪处理后的语音数据生成相应的语音指令，将所述语音指令发送至移动终端。

优选地，所述数字信号处理模块还用于：

识别并提取所接收到的语音数据中的关键词，并判断所述关键词是否为预设唤醒词，若是，生成唤醒指令，并将所述唤醒指令通过所述蓝牙芯片发送至所述移动终端，供所述移动终端启动智能语音服务。

优选地，所述数字信号处理模块内还包括声纹存储器，用于存储用户说预设唤醒词时的声纹信息；

所述数字信号处理模块还用于：当提取到的关键词为所述预设唤醒词后，提取所述语音数据内所述关键词部分的声纹信息，将提取到的声纹信息与所述声纹存储器内保存的声纹信息进行比对，若相同，则生成唤醒指令。

优选地，所述数字信号处理模块为独立芯片。

优选地，所述数字信号处理模块通过通用异步收发传输器uart或串行外设接口spi接口与所述蓝牙芯片连接。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种用于无线耳机的智能语音控制方法，基于如以上任一项所述的智能语音控制系统，所述方法包括：

两个麦克风接收外部输入的语音数据并发送至内部控制电路；

所述内部控制电路接收所述语音数据进行双麦降噪处理；

所述内部控制电路依据降噪处理后的语音数据生成相应的语音指令，将所述语音指令发送至移动终端。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种无线耳机，包括如以上任一项所述的智能语音控制系统以及喇叭。

本发明提供了一种用于无线耳机的智能语音控制系统及其方法，在无线耳机内设置了两个与内部控制电路连接的麦克风，麦克风接收外界输入的语音数据后发送至内部控制电路，内部控制电路能够依据两个麦克风发送的语音数据进行双麦降噪处理，从而降低语音数据内的噪声，使得在相对嘈杂的环境中，无线耳机也能够准确的识别用户输入的语音指令，从而进行准确的语音控制，抗噪声能力强，语音控制更为准确。本发明还提供了一种包括上述智能语音控制系统的无线耳机，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种用于无线耳机的智能语音控制系统的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种用于无线耳机的智能语音控制系统的结构示意图；

图3为本发明提供的另一种用于无线耳机的智能语音控制系统的结构示意图；

图4为本发明提供的一种用于无线耳机的智能语音控制方法的过程的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于无线耳机的智能语音控制系统及其方法，通过两个麦克风来对接收到的语音数据进行双麦降噪，从而提高无线耳机的抗噪声能力以及语音控制的准确性；本发明的另一核心是提供一种包括上述智能语音控制系统的无线耳机。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种用于无线耳机的智能语音控制系统，包括内部控制电路以及两个麦克风2；

内部控制电路的输入端与两个麦克风2连接，内部控制电路的输出端与移动终端3无线连接；

内部控制电路用于接收两个麦克风2发送的语音数据进行双麦降噪处理，并依据降噪处理后的语音数据生成相应的语音指令，将语音指令发送至移动终端3。

可以理解的是，双麦降噪是通过设置2个麦克风2来实现的这两个麦克风2设置于不同的位置，简单来说就是距离嘴巴的位置远近不同，因此这两个麦克分获得的语音数据中人声的音量存在差别，而背景噪声音量则是基本相同的，因此，将距离嘴巴近的一个麦克风2获取的语音数据作为基准，之后利用距离嘴巴较远的一个麦克风2获取的语音数据生成噪音相反的声波，利用抵消原理消除基准数据内的噪音，从而实现降噪的目的。稍微专业一点说，降噪麦克(距离嘴巴较远的一个麦克风2)采样后，将波形倒相后与话筒(距离嘴巴近的一个麦克风2)采样重叠即实现降噪的功能。

而本发明在无线耳机内设置了两个与内部控制电路连接的麦克风2，并在内部控制电路内设置有进行双麦降噪的程序，则两个麦克风2接收外界输入的语音数据后发送至内部控制电路，内部控制电路即能够依据两个麦克风2发送的语音数据进行双麦降噪处理，从而降低语音数据内的噪声，之后内部控制电路依据降噪后的语音数据来生成语音指令，供移动终端3进行语音控制。因此，本发明使得在相对嘈杂的环境中，无线耳机也能够准确的识别用户发出的语音指令，从而进行准确的语音控制，抗噪声能力强，语音控制更为准确。

由于无线耳机需要与移动终端3进行无线通信，因此无线耳机除了包含麦克风2以及喇叭之外，还包括蓝牙芯片1，用于与移动终端3进行无线的数据交互，另外，蓝牙芯片1作为无线耳机的芯片核心还支持较多的功能，例如对语音数据进行语音识别处理，依据处理结果生成语音指令等，当然蓝牙芯片1还可能包含其他功能，本发明对此不作限定。故本发明中，上述内部控制电路包括蓝牙芯片1。参见图1所示，图1为本发明提供的一种用于无线耳机的智能语音控制系统的结构示意图。

若内部控制电路仅包含蓝牙芯片1的话，则两个麦克风2显然均连接蓝牙芯片1的输入端，且蓝牙芯片1内需要集成有双麦降噪的程序。在进行语音控制过程中，蓝牙芯片1接收两个麦克分采集的用户发出的语音，并对其进行双麦降噪处理，之后对降噪后的语音数据进行语音识别，判断这些语音数据是否属于正确的语音控制关键词，若属于，则生成相应的语音指令至移动终端3，供移动终端3通过云端的智能语音服务进行相应的语音控制，从而实现精确的语音识别和控制操作。

例如，若用户发出“hib”的声音，蓝牙芯片1去除噪声后，得到用户发出的“hib”的关键词，之后将该关键词与预设的语音控制关键词进行比对(或者也可查找预设语音指令数据库中是否存在该关键词，具体采用哪种语音识别方式本发明不作限定)，若比对成功，则该关键词为一种正确的语音控制关键词，并生成该关键词对应的语音指令发送至移动终端3。这里的语音指令一般指的是具体的控制操作，例如音量增大、音量减小等，从而方便移动终端3接收语音指令后直接进行操作。当然，也可以直接将得到的正确的关键词作为语音指令，之后由移动终端3依据关键词来确定具体的控制操作，具体采用以上哪种方式，本发明不作具体限定。

可以理解的是，若无线耳机内仅包含蓝牙芯片1的话，则蓝牙芯片1需要承担无线耳机内几乎全部的运算处理操作，这样使得蓝牙芯片1的负载很大，不仅需要功能很强大的蓝牙芯片1来支持，使得成本较高，并且蓝牙芯片1的事业寿命也会受到影响。为了避免该问题，本发明在另一实施例中，在无线耳机内增加数字信号处理模块4dsp，来分担蓝牙芯片1的部分功能。即内部控制电路包括数字信号处理模块4以及蓝牙芯片1，数字信号处理模块4的输出端连接蓝牙芯片1；蓝牙芯片1的输出端与移动终端3无线连接。

在这种情况下，麦克风2可存在两种设置方式，第一种方式中：两个麦克风2均与数字信号处理模块4的输入端连接；参见图2所示，图2为本发明提供的另一种用于无线耳机的智能语音控制系统的结构示意图；

此时，数字信号处理模块4用于接收两个麦克风2发送的语音并对语音进行双麦降噪处理，并将降噪处理后的语音数据发送至蓝牙芯片1；

蓝牙芯片1用于数字信号处理模块4发送的数据进行分析并生成相应的语音指令，将语音指令发送至移动终端3。

可以理解的是，由于两个麦克风2均与数字信号处理模块4连接，因此，数字信号处理模块4会最先接收到两个麦克风2发送的语音数据，故此时这些语音数据均由数字信号处理模块4首先对其进行降噪处理，之后再由数字信号处理模块4或蓝牙芯片1来进行语音识别以及指令生成时，语音识别的准确性会更高，语音控制效果更好。并且，将降噪处理由蓝牙芯片1转移至数字信号处理模块4内，能够进一步降低蓝牙芯片1的负载，提高蓝牙芯片1的使用寿命。

另一种方式中，一个麦克风2连接数字信号处理模块4的输入端，另一个麦克风2连接蓝牙芯片1的输入端；参见图3所示，图3为本发明提供的另一种用于无线耳机的智能语音控制系统的结构示意图；

此时，数字信号处理模块4用于接收自身连接的麦克风2发送的语音数据并发送至蓝牙芯片1；

蓝牙芯片1用于综合数字信号处理模块4发送的语音数据以及自身接收的语音数据进行双麦降噪处理，并依据降噪处理后的语音数据生成相应的语音指令，将语音指令发送至移动终端3。

可以理解的是，在这种情况下，由于数字信号处理模块4仅能够接收一个麦克风2的语音数据，因此数字信号处理模块4无法进行降噪处理，降噪处理仅能够由蓝牙芯片1进行。这种情况下，由于数字信号处理模块4处理的内容较少，因此可采用功能不很强大的数字信号处理模块4，从而降低无线耳机的成本。

但是，数字信号处理模块4是用于对蓝牙芯片1的工作进行分担，具体将那些操作放置于数字信号处理模块4内进行，本发明不作具体限定。

进一步可知，对于能够进行语音控制的无线耳机，需要通过移动终端3连接云端的智能语音服务，因此，在无线耳机开机后，想要使用语音服务的话，需要首先启动云端的智能语音服务，即对其进行唤醒，而唤醒后的智能语音服务才能进行语音控制操作。这里的唤醒方式可以使用物理按键或触屏按键等方式，即在无线耳机上设置物理按键或触屏按键，用户触发按键后，无线耳机中的蓝牙芯片1会生成一个唤醒指令发送至移动终端3，供移动终端3启动云端的智能语音服务。这种方式需要人手来触发，为了解放双手，更优选的方式是采用语音唤醒，即用户直接对无线耳机说出唤醒词，无线耳机即会生成唤醒指令至移动终端3。而想要实现语音唤醒，仅依靠常规的蓝牙芯片1，会使得蓝牙芯片1负载过大，因此，优选利用前述提到的数字信号处理模块4来进行唤醒词的语音识别操作。

具体的，数字信号处理模块4还用于：

识别并提取所接收到的语音数据中的关键词，并判断关键词是否为预设唤醒词，若是，生成唤醒指令，并将唤醒指令通过蓝牙芯片1发送至移动终端3，供移动终端3启动智能语音服务。

可以理解的是，本发明预先设定一个唤醒词保存于数字信号处理模块4内，当数字信号处理模块4接收到用户说出的语音数据后，由于该语音数据内可能还存在噪声或者用户误说出的其他词，因此，需要进行关键词的提取，该提取规则可根据关键词的设定规则来进行设置，本发明不作限定。关键词提取完毕后，将该关键词与预设的唤醒词进行比较，若两者相同，则表明用户说出的唤醒词正确，则此时生成唤醒指令，告知移动终端3启动云端的智能语音服务，若两者不相同，则表明用户说出的唤醒词不对，唤醒失败。语音唤醒方式相比按键唤醒方式，能够解放用户的双手，便利性更高；并且，由于唤醒操作具有较高的能耗，本发明唤醒操作单独放置于数字信号处理模块4中，也能够避免唤醒操作能耗过高导致蓝牙芯片1无法承担的风险。

需要注意的是，当两个麦克风2均设置于数字信号处理模块4上时，两个麦克风2输入端的语音数据会首先发送至数字信号处理模块4内，这样会导致不论是用于唤醒的语音数据还是正常控制过程中的语音数据均会首先发送至数字信号处理模块4内。基于上述实施例，数字信号处理模块4是用于对唤醒词进行识别的，其他正常控制过程中的语音识别则是由蓝牙芯片1处理的，因此，若数字信号处理模块4每次接收到语音数据后均首先将其与预设唤醒词进行比较，则会导致数字信号处理模块4中大量进程的浪费，因为在正常语音控制过程中，这种唤醒词的比对已经完全没有意义，故优选的方式中，在移动终端3唤醒智能语音服务后，返回已唤醒的响应至数字信号处理模块4，数字信号处理模块4接收到已唤醒的响应后，则不再对接收到的语音数据进行唤醒词的比对操作，而是直接将降噪后的语音数发送至蓝牙芯片1，从而提高数字信号处理模块4的效率，减小资源浪费。

另外，在其他实施例中，数字信号处理模块4也可仅作唤醒比对，即将语音数与预设唤醒词进行比对，并在比对成功时告知蓝牙芯片1，由蓝牙芯片1生成唤醒指令；或者数字信号处理模块4可在比对成功时，直接将唤醒词发送至蓝牙芯片1来告知蓝牙芯片1生成唤醒指令。具体采用哪种方式，本发明不作限定。

需要注意的是，由于蓝牙芯片1需要处理的内容较多，并不能实时等待数字信号处理模块4发送唤醒指令(或者比对结果等)，因此，在数字信号处理模块4发送唤醒指令至蓝牙芯片1时，需要同时发送一个中断信号int给蓝牙芯片1，从而令蓝牙芯片1进入中断程序，来处理唤醒指令，从而及时唤醒智能语音服务，并且不占用过多了蓝牙芯片1的资源。

在另一优选实施例中，数字信号处理模块4内还包括声纹存储器，用于存储用户说预设唤醒词时的声纹信息；

数字信号处理模块4还用于：当提取到的关键词为预设唤醒词后，提取语音数据内关键词部分的声纹信息，将提取到的声纹信息与声纹存储器内保存的声纹信息进行比对，若相同，则生成唤醒指令。

可以理解的是，随着个人隐私的重要性提高，个人设备的私有化使用权的应用也越来越广泛，例如在手机上设置指纹识别或密码等。而目前无线耳机并未对其智能语音服务进行私有化限制。本实施例中，通过保存用户说预设唤醒词时的声纹信息，并在进行唤醒词比对时，也对声纹进行了比对，只有声纹比对成功，才进行唤醒，由于声纹是具有唯一性的，因此，这样能够实现身份识别的功能，仅有无线耳机的主人可以实现唤醒操作。提高了无线耳机使用时的隐私性，安全性更高。

其中，数字信号处理模块4保存用户说预设唤醒词时的声纹信息的方式可以为：

假设启动语音助手的唤醒词是，“hibanana”，用户需要连续说三遍(次数可自行设定)唤醒词，无线耳机通过声纹识别的算法记录主人的声纹，形成记忆，并将声纹信息存储到数字信号处理模块4中。

另外，本发明中的数字信号处理模块4优选为独立芯片。

可以理解的是，当数字信号处理模块4集成于蓝牙芯片1内部时，虽然能够减小无线耳机的体积，但是由于两者集成与一起，虽然许多功能分开运行，但是在蓝牙芯片1工作时，也会带动数字信号处理模块4中的一部分功能在后台进行运行，这样导致数字信号处理模块4和蓝牙芯片1的整体功耗较大，通常需要2～3ma。而将数字信号处理模块4设置为独立芯片后，蓝牙芯片1工作时，数字信号处理模块4可不进行工作，经过试验，两者整体的能耗可降低至1ma以内，大大降低了无线耳机的能耗。当然，若对无线耳机的体积需求较高的情况下，也可采用数字信号处理模块4集成于蓝牙芯片1的方式，本发明对此不作限定。

其中，数字信号处理模块4通过uart(universalasynchronousreceiver/transmitter，通用异步收发传输器)或spi(serialperipheralinterface，串行外设接口)接口与蓝牙芯片1连接。当然，数字信号处理模块4与蓝牙芯片1之间如何通信本发明不作限定。

本发明还提供了一种用于无线耳机的智能语音控制方法，基于如以上任一项的智能语音控制系统，参见图4所示，图4为本发明提供的一种用于无线耳机的智能语音控制方法的过程的流程图。

该方法包括：

步骤s1：两个麦克风2接收外部输入的语音数据并发送至内部控制电路；

步骤s2：内部控制电路接收语音数据进行双麦降噪处理；

步骤s3：内部控制电路依据降噪处理后的语音数据生成相应的语音指令，将语音指令发送至移动终端3。

本发明还提供了一种无线耳机，包括如以上任一项的智能语音控制系统以及喇叭。

以上的几种具体实施方式仅是本发明的优选实施方式，以上几种具体实施例可以任意组合，组合后得到的实施例也在本发明的保护范围之内。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，相关专业技术人员在不脱离本发明精神和构思前提下推演出的其他改进和变化，均应包含在本发明的保护范围之内。

还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。