本發(fā)明涉及信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吹氣聲識別系統(tǒng)及采用該系統(tǒng)的吹氣識別方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，具有語音關(guān)鍵詞喚醒功能的設(shè)備(如手機(jī)或智能家電等)以及具有翻腕喚醒功能的設(shè)備(如智能手環(huán)或智能手表)的應(yīng)用也越來越廣泛。

但上述設(shè)備不僅功耗較大，而且識別率低。此外，依靠語音智能喚醒不僅識別延遲大，而且語音喚醒需要發(fā)出較大聲音，容易交叉觸發(fā)，成本高昂。

因此，有必要提供一種新型的喚醒系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種功耗低、識別率高、非語言依賴、響應(yīng)迅速、私密性高、不交叉觸發(fā)及成本低的吹氣聲識別系統(tǒng)及吹氣聲識別方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種吹氣聲識別系統(tǒng)，包括：

傳感器，用于采集聲音并發(fā)送聲音信號；

識別器，用于識別所述聲音信號中是否有吹氣聲信號，當(dāng)識別有所述吹氣聲信號時(shí)發(fā)送喚醒指令；

處理器，用于根據(jù)所述喚醒指令喚醒待喚醒的設(shè)備。

優(yōu)選的，所述吹氣聲識別系統(tǒng)還包括分別與所述傳感器和所述識別器連接的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及與所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接的輸出端口，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于將所述聲音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后發(fā)送至所述識別器。

優(yōu)選的，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器聲音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，所述識別器識別有吹氣聲信號時(shí)，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)喚醒指令將除吹氣聲信號外的其他聲音信號轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號發(fā)送至所述輸出端口。

優(yōu)選的，所述傳感器和所述識別器連接并將所述聲音信號直接發(fā)送至所述識別器，所述吹氣聲識別系統(tǒng)還包括分別與所述傳感器和所述識別器連接的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及與所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接的輸出端口，當(dāng)識別有所述吹氣聲信號時(shí)，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器還根據(jù)所述喚醒指令喚醒并將除吹氣聲信號外的其他聲音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后發(fā)送至所述輸出端口。

優(yōu)選的，所述傳感器封裝于一麥克風(fēng)封裝結(jié)構(gòu)中，所述識別器封裝在所述麥克風(fēng)封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)，或者所述識別器集成于編譯碼器、輔助處理器及放大器中任意一種。

優(yōu)選的，所述識別器封裝在所述麥克風(fēng)封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)時(shí)，所述識別器獨(dú)立封裝為芯片或者與ASIC芯片集成。

本發(fā)明還提供一種吹氣聲識別系統(tǒng)，包括：

傳感器，用于采集聲音并發(fā)送聲音信號；

識別器，用于識別所述聲音信號中是否有吹氣聲信號，當(dāng)識別有所述吹氣聲信號時(shí)發(fā)送喚醒指令；

模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，接收喚醒指令時(shí)用于將聲音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

輸出端口，輸出數(shù)字信號。

本發(fā)明還提供一種吹氣聲識別方法，包括以下步驟：

聲音采集：提供傳感器，所述傳感器采集聲音并發(fā)送聲音信號；

聲音識別：提供識別器，所述識別器識別所述聲音信號中是否有吹氣聲信號，當(dāng)識別有所述吹氣聲信號時(shí)發(fā)送喚醒指令；

喚醒：提供處理器，所述處理器根據(jù)所述喚醒指令喚醒待喚醒的設(shè)備。

優(yōu)選的，所述喚醒步驟還提供模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，當(dāng)識別有所述吹氣聲信號時(shí)，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述喚醒指令喚醒并將所述聲音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后發(fā)送至所述輸出端口。

優(yōu)選的，在所述聲音采集步驟和所述聲音識別步驟之間還包括信號轉(zhuǎn)換步驟：所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將所述聲音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后發(fā)送至所述識別器。

與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明提供的吹氣聲識別系統(tǒng)及采用該系統(tǒng)的吹氣聲識別方法的具有如下有益效果：

功耗低：由于吹氣聲的頻域特性相當(dāng)顯著，因此可以容易的由模擬電路處理，而不需要功耗較大的數(shù)字DSP。

識別率高：語音關(guān)鍵詞喚醒在嘈雜環(huán)境下識別率大幅下降，近乎失效。而吹氣喚醒信號強(qiáng)度大，頻域特性明顯，不會(huì)和環(huán)境噪聲相混淆。

非語言依賴：不依賴于語言、方言和口音，通用性強(qiáng)。

響應(yīng)迅速：不需要完整的語音段，可以在毫秒量級完成喚醒。而語音關(guān)鍵詞喚醒或翻腕喚醒都依賴完整的時(shí)域信息，需要等待完整的動(dòng)作再進(jìn)行識別，存在可察覺的延遲。

私密性高：不會(huì)因語音喚醒打擾他人。由于吹氣聲事實(shí)上源于氣流經(jīng)過設(shè)備聲孔附近固體表面產(chǎn)生的湍流，因此幾乎不會(huì)被周圍的人聽到。

不交叉觸發(fā)：由于工作距離較近，并且有顯著的指向性，不會(huì)像語音口令一樣喚醒他人設(shè)備，或被他人的口令喚醒。

成本低：簡單的模擬電路進(jìn)行處理，無需昂貴的數(shù)字芯片和語音識別算法授權(quán)。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明提供的吹氣聲識別系統(tǒng)的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為圖1所示吹氣聲識別系統(tǒng)的吹氣聲識別的步驟流程圖；

圖3為本發(fā)明提供的吹氣聲識別系統(tǒng)的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為圖3所示吹氣聲識別系統(tǒng)的吹氣聲識別的步驟流程圖。

【具體實(shí)施方式】

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部份實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

請參閱圖1，所述吹氣聲識別系統(tǒng)100包括傳感器101、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103、識別器105、處理器107及輸出端口109。所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103分別與所述傳感器101和所述輸出端口109電連接，所述識別器105分別與所述傳感器101、所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103及所述處理器107電連接。

所述傳感器101用于采集聲音并發(fā)送聲音信號至所述識別器105。所述傳感器101封裝于一麥克風(fēng)封裝結(jié)構(gòu)中。

所述聲音信號包括吹氣聲信號及至少一個(gè)與所述吹氣聲信號不同頻域特性的其他聲音信號。

其他聲音信號可以是在安靜環(huán)境下的交談聲，也可以是在嘈雜環(huán)境下的不同車輛喇叭聲，還可以其他環(huán)境噪聲(如近距離咳嗽聲、撕膠帶聲等)。

經(jīng)過在安靜環(huán)境下交談聲、在嘈雜環(huán)境下不同車輛喇叭聲以及其他環(huán)境噪聲(如近距離咳嗽聲、撕膠帶聲等)與吹氣聲的聲譜對比可知，各種常見的外界雜音與吹氣聲之間的頻域特征非常明顯。因此，常見外界雜音與吹氣聲非常易于識別。

所述識別器105用于識別所述聲音信號中是否有吹氣聲信號。當(dāng)識別有所述吹氣聲信號時(shí)，所述識別器105發(fā)送喚醒指令至所述處理器107和所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103。由于不同頻域特性的聲音信號之間具有明顯的近場特性，可以明顯增強(qiáng)所述識別器105的識別率。

所述處理器107用于根據(jù)所述喚醒指令喚醒待喚醒的設(shè)備。在本實(shí)施例中，所述識別器105可以封裝在麥克風(fēng)封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)，也可以集成于編譯碼器、輔助處理器及放大器中任意一種。當(dāng)所述識別器105封裝在麥克風(fēng)封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)時(shí)，所述識別器可以獨(dú)立封裝為芯片，也可以與ASIC芯片集成。

所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103用于根據(jù)所述喚醒指令喚醒將所述聲音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后發(fā)送至所述輸出端口109。

當(dāng)然，本實(shí)施例的識別器105還可以只連接模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103，從而至喚醒聲音的輸出，或者識別器105只連接處理器107，從而只喚醒其他設(shè)備工作。

所述輸出端口109用于輸出所述數(shù)字信號。

在本實(shí)施例中，由于所述傳感器101將所述聲音信號直接發(fā)送至所述識別器105。即所述傳感器101發(fā)送的所述聲音信號不用經(jīng)過所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換103的轉(zhuǎn)換。因此，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103只有在接收所述喚醒指令后才會(huì)運(yùn)作，從而可以省電。請參閱圖2，本發(fā)明還提供一種吹氣聲識別方法，所述吹氣聲識別方法包括以下步驟：步驟S1、聲音采集：所述傳感器101采集聲音并發(fā)送聲音信號至所述識別器105，其中，聲音包括吹氣聲信號或/和除吹氣聲信號外的其他聲音信號。

步驟S2、聲音識別：所述識別器105識別所述聲音信號中是否有吹氣聲信號，當(dāng)識別有所述吹氣聲信號時(shí)發(fā)送喚醒指令至所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103和所述處理器107。

具體的，當(dāng)所述識別器105識別出所述聲音信號中沒有所述吹氣聲信號時(shí)，結(jié)束進(jìn)程；當(dāng)所述識別器105識別出所述聲音信號中有所述吹氣聲信號時(shí)，所述識別器105分別向所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103和所述處理器107發(fā)送喚醒指令。

在本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述吹氣聲信號的信號源與所述傳感器101的距離為0-30cm。

步驟S3、喚醒：所述處理器7根據(jù)所述喚醒指令喚醒待喚醒的設(shè)備；同時(shí)，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103根據(jù)所述喚醒指令喚醒并將除吹氣聲信號外的其他聲音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后發(fā)送至所述輸出端口109。

實(shí)施例二

請參閱圖3，所述吹氣聲識別系200包括傳感器201、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器203、識別器205、處理器207及輸出端口209。所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換203分別與所述傳感器201、所述識別器105及所述輸出端口209電連接，所述處理器107與所述識別器105電連接。其中，所述傳感器201、所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器203、所述識別器205、所述處理器207及所述輸出端口209的作用與實(shí)施例一中的相應(yīng)部件的作用相同，所述傳感器201和所述識別器205與實(shí)施例一中的相應(yīng)部件的封裝方式相同。實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別在于：所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器203還用于將所述傳感器201發(fā)送的所述聲音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后發(fā)送至所述識別器205進(jìn)行識別。因此，在本實(shí)施例中，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器203需要一直工作，只是在接收到喚醒信號時(shí)才會(huì)向輸出端口有所輸出。請參閱圖4，本發(fā)明還提供一種吹氣聲識別方法，所述吹氣聲識別方法包括以下步驟：

步驟S1、聲音采集：所述傳感器201采集聲音并發(fā)送聲音信號至所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器203。

步驟S2、信號轉(zhuǎn)換：所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器203將所述傳感器201發(fā)送的所述聲音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后發(fā)送至所述識別器205。

步驟S3、聲音識別：所述識別器205識別所述聲音信號中是否有吹氣聲信號，當(dāng)識別有所述吹氣聲信號時(shí)發(fā)送喚醒指令至所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器203和所述處理器207。

具體的，當(dāng)所述識別器205識別出所述聲音信號中沒有所述吹氣聲信號時(shí)，結(jié)束進(jìn)程；當(dāng)所述識別器205識別出所述聲音信號中有所述吹氣聲信號時(shí)，所述識別器205分別向所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器203和所述處理器207發(fā)送喚醒指令。

在本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述吹氣聲信號的信號源與所述傳感器201的距離為0-30cm。

步驟S4、喚醒：所述處理器7根據(jù)所述喚醒指令喚醒待喚醒的設(shè)備；同時(shí)，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器203根據(jù)所述喚醒指令將除吹氣聲信號外的其他聲音信號轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號發(fā)送至所述輸出端口209進(jìn)行輸出。

本發(fā)明提供的吹氣聲識別系統(tǒng)及采用該系統(tǒng)的吹氣聲識別方法的具有如下有益效果：

功耗低：由于吹氣聲的頻域特性相當(dāng)顯著，因此可以容易的由模擬電路處理，而不需要功耗較大的數(shù)字DSP。

識別率高：語音關(guān)鍵詞喚醒在嘈雜環(huán)境下識別率大幅下降，近乎失效。而吹氣喚醒信號強(qiáng)度大，頻域特性明顯，不會(huì)和環(huán)境噪聲相混淆。

非語言依賴：不依賴于語言、方言和口音，通用性強(qiáng)。

響應(yīng)迅速：不需要完整的語音段，可以在毫秒量級完成喚醒。而語音關(guān)鍵詞喚醒或翻腕喚醒都依賴完整的時(shí)域信息，需要等待完整的動(dòng)作再進(jìn)行識別，存在可察覺的延遲。

私密性高：不會(huì)因語音喚醒打擾他人。由于吹氣聲事實(shí)上源于氣流經(jīng)過設(shè)備聲孔附近固體表面產(chǎn)生的湍流，因此幾乎不會(huì)被周圍的人聽到。

不交叉觸發(fā)：由于工作距離較近，并且有顯著的指向性，不會(huì)像語音口令一樣喚醒他人設(shè)備，或被他人的口令喚醒。

成本低：簡單的模擬電路進(jìn)行處理，無需昂貴的數(shù)字芯片和語音識別算法授權(quán)。

以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進(jìn)，但這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。