制命令对DSP集成电路单元进行性能配置。例如，当DSP集成电路单元中集成有多个功能模块时，可以通过控制模块对每个功能模块进行相应参数的配置，以及对多个功能模块间的执行顺序进行配置。
[0053]需要说明的是，在实施例一和实施例二中，由于MEMS麦克风尺寸较小，在向MEMS麦克风添加上述实施例的DSP集成电路单元时，要充分考虑各集成电路的尺寸、布局以及集成电路间的布线方式，使得在添加上述DSP集成电路单元后，不影响MEMS麦克风的声学性能。
[0054]进一步需要说明的是，本发明在麦克风中集成DSP集成电路单元的方案不仅仅局限于MEMS麦克风，同样适用于驻极体麦克风。当在驻极体麦克风中集成本发明提供的DSP集成电路单元时，需要将MEMS麦克风中的MEMS芯片替换为关键元件为驻极体振动膜的声电转换器件，利用该声电转换器件将语音信号转换为模拟音频信号。
[0055]实施例三:
[0056]图3为本实施例提供的MEMS麦克风的电路结构示意图，本发明的MEMS麦克风可以应用在移动终端、车载系统、医疗器械、可穿戴设备中。本实施例以应用在智能手机中为例进行说明。
[0057]如图3所示，ASIC芯片向MEMS芯片提供VP电压，即ASIC芯片为MEMS芯片供电，DSP集成电路单元通过I2C (Inter-1ntegrated Circuit)总线对ASIC芯片进行配置，在实际应用中，DSP集成电路单元与ASIC芯片也可以封装在一起。
[0058]图3中的MEMS麦克风实现语音唤醒的过程为:
[0059]MEMS芯片将拾取到的语音转换为模拟音频信号AIN，并将模拟音频信号AIN发送给ASIC芯片；
[0060]ASIC芯片将接收到的模拟音频信号AIN转换为数字音频信号DATA，并将数字音频信号DATA发送给DSP集成电路单元的降噪模块；
[0061]降噪模块对数字音频信号DATA进行降噪处理，并将降噪处理后的数字音频信号DATA发送给语音唤醒模块；
[0062]语音唤醒模块先从数字音频信号DATA中提取该语音的语言特征，如声纹特征，并与设定的语音特征进行匹配，唤醒词匹配成功时，生成使能信号，并将该使能信号通过控制端口发送给智能手机的处理器；
[0063]智能手机的处理器在使能信号作用下，使智能手机从待机模式进入到工作模式，既而完成该智能手机的语音唤醒。
[0064]实施例四:
[0065]基于与上述实施例一或实施例二相同的技术构成，本实施例提供了 MEMS麦克风的信号处理方法。
[0066]图4为本实施例提供的MEMS麦克风的信号处理方法的流程图，其中，MEMS麦克风为上述实施例一或实施例二提供的MEMS麦克风。
[0067]如图4所示，图4中的方法包括:
[0068]S410，通过MEMS芯片拾取外界的语音，并将拾取到的语音转换为模拟音频信号发送给ASIC芯片；
[0069]S420，通过ASIC芯片将模拟音频信号转换为数字音频信号，并发送给数字信号处理DSP集成电路单元；
[0070]S430，DSP集成电路单元的语音唤醒模块从接收到的数字音频信号中提取唤醒词，并对提取到的唤醒词与预先设定的唤醒词进行匹配，匹配成功后通过DSP集成电路单元的控制端口输出使能信号，触发后端的处理器进入工作状态。
[0071]在步骤S430中，当触发后端的处理器进入工作状态后，图4中的方法还包括:
[0072]继续接收ASIC芯片发送的数字音频信号，并从该继续接收到的数字音频信号中提取语音命令，通过DSP集成电路单元的控制端口将语音命令发送给后端的处理器，使后端的处理器执行该语音命令；
[0073]和/或，在步骤S430中，当触发后端的处理器进入工作状态后，图4中的方法还包括:
[0074]继续接收ASIC芯片发送的数字音频信号，根据该继续接收到的数字音频信号的声学特征识别外界场景，并根据所识别的外界场景生成相应的控制代码，通过DSP集成电路单元的控制端口将控制代码发送给后端的处理器，使后端的处理器开启相应的智能场景模式。
[0075]本实施例的一个优选方案中，在步骤S430前，图4中的方法还包括:
[0076]对ASIC芯片发送的数字音频信号进行降噪处理，将进行降噪处理后的数字音频信号发送给DSP集成电路单元的语音唤醒模块，便于语音唤醒模块更好地进行语音识别。
[0077]在本实施例的另一个优选方案中，图4中的方法还包括:通过DSP集成电路单元的控制端口接收外部的控制命令，并根据控制命令对DSP进行性能配置。
[0078]综上所述，本发明公开了一种MEMS麦克风及其信号处理方法，利用麦克风工作电流小、功耗低的特点，在传统MEMS麦克风中添加集成有语音唤醒模块的DSP集成电路单元，利用集成在MEMS麦克风中的语音唤醒模块来唤醒后端处理器的方案，不但能够解放双手，还能够节省电能，延长后端的待机时间。在本发明的优选方案中，集成在DSP集成电路单元中的语音唤醒模块还能够根据音频信号包括声纹特征在内的语音特征对讲话人的身份进行验证，提高唤醒的安全度；且本发明的DSP集成电路单元中还可以根据使用需求集成诸如语音命令模块、侦测语音环境模块等功能模块，进一步解放双手，提高用户使用体验。
[0079] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种MEMS麦克风，包括MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片用于将拾取到的语音信号转换为模拟音频信号，所述ASIC芯片用于将所述MEMS芯片发送的模拟音频信号转换为数字音频信号；其特征在于，所述MEMS麦克风还包括数字信号处理DSP集成电路单元，所述DSP集成电路单元包括语音唤醒模块； 所述语音唤醒模块，用于接收所述MEMS芯片发送的数字音频信号，从接收到的数字音频信号中提取唤醒词，并对提取到的唤醒词与预先设定的唤醒词进行匹配，匹配成功后通过所述DSP集成电路单元的控制端口输出使能信号，触发后端的处理器进入工作状态。2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述语音唤醒模块，还用于根据接收到的数字音频信号的语言特征，与预先设定的语言特征进行匹配，所述语言特征包括声纹。3.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述DSP集成电路单元还包括语音命令模块； 所述语音命令模块，用于后端的处理器进入工作状态后，继续接收所述ASIC芯片发送的数字音频信号，并从该继续接收到的数字音频信号中提取语音命令，通过所述DSP集成电路单元的控制端口将所述语音命令发送给后端的处理器，使后端的处理器执行所述语音命令。4.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述DSP集成电路单元还包括侦测语音环境模块； 所述侦测语音环境模块，用于在后端的处理器进入工作状态后，继续接收所述ASIC芯片发送的数字音频信号，根据该继续接收到的数字音频信号的特征识别外界场景，并根据所识别的外界场景生成相应的控制代码，通过所述DSP集成电路单元的控制端口将所述控制代码发送给后端的处理器，使后端的处理器开启相应的智能场景模式。5.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述DSP集成电路单元还包括降噪模块； 所述降噪模块，用于对所述ASIC芯片发送的数字音频信号进行降噪处理，抑制外界环境噪声，增强语音信号，从而提高识别的准确率。6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述DSP集成电路单元还包括控制丰旲块; 所述控制模块，用于通过所述控制端口接收外部的控制命令，并根据所述控制命令对所述DSP集成电路单元进行性能配置。7.根据权利要求1至6任一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述DSP集成电路单元与所述ASIC芯片封装在一起。8.—种MEMS麦克风的信号处理方法，其特征在于，所述MEMS麦克风为权利要求1至7任一项所提供的MEMS麦克风，所述方法包括: 通过MEMS芯片拾取外界的语音，并将拾取到的语音转换为模拟音频信号发送给ASIC芯片； 通过所述ASIC芯片将所述模拟音频信号转换为数字音频信号，并发送给数字信号处理DSP集成电路单元； 所述DSP集成电路单元的语音唤醒模块从接收到的数字音频信号中提取唤醒词，并对提取到的唤醒词与预先设定的唤醒词进行匹配，匹配成功后通过所述DSP集成电路单元的控制端口输出使能信号，触发后端的处理器进入工作状态。9.根据权利要求8所述的信号处理方法，其特征在于，在触发后端的处理器进入工作状态后，所述方法还包括: 继续接收所述ASIC芯片发送的数字音频信号，并从该继续接收到的数字音频信号中提取语音命令，通过所述DSP集成电路单元的控制端口将所述语音命令发送给后端的处理器，使后端的处理器执行所述语音命令； 和/或，在触发后端的处理器进入工作状态后，所述方法还包括: 继续接收所述ASIC芯片发送的数字音频信号，根据该继续接收到的数字音频信号的特征识别外界场景，并根据所识别的外界场景生成相应的控制代码，通过所述DSP集成电路单元的控制端口将所述控制代码发送给后端的处理器，使后端的处理器开启相应的智能场景模式。10.根据权利要求8所述的信号处理方法，其特征在于，所述方法还包括: 对所述ASIC芯片发送的数字音频信号进行降噪处理，将进行降噪处理后的数字音频信号发送给所述DSP集成电路单元的语音唤醒模块。
【专利摘要】本发明公开了一种MEMS麦克风及其信号处理方法。该MEMS麦克风包括用于将拾取到的语音信号转换为模拟音频信号的MEMS芯片和用于将模拟音频信号转换为数字音频信号的ASIC芯片；该MEMS麦克风还包括具有语音唤醒模块的DSP集成电路单元，语音唤醒模块用于从接收到的数字音频信号中提取唤醒词，并对提取到的唤醒词与预先设定的唤醒词进行匹配，匹配成功后通过控制端口输出使能信号，触发后端处理器进入工作状态，实现设备的语音智能唤醒。本发明利用麦克风工作电流小、功耗低的特点，在传统MEMS麦克风中添加具有语音唤醒功能的DSP集成电路单元，利用本发明的MEMS麦克风唤醒后端处理器的技术方案，不但能够解放双手，提高用户体验，还能够节省电能，延长后端待机时间。
【IPC分类】H04R19/04, H04R3/00
【公开号】CN105338459
【申请号】CN201510755974
【发明人】刘思桢, 刘德安
【申请人】歌尔声学股份有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月6日