一種機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)，包括:主控模塊、回聲消除模塊、語(yǔ)音分壓模塊、麥克風(fēng)及揚(yáng)聲器，語(yǔ)音分壓模塊，用于設(shè)置電位器阻值的分壓比，將回聲信號(hào)強(qiáng)度傳遞給回聲消除模塊；揚(yáng)聲器，用于播放機(jī)器人發(fā)出的測(cè)試音；麥克風(fēng)，用于采集聲音信號(hào)；回聲消除模塊，與語(yǔ)音分壓模塊連接，用于進(jìn)行回聲信號(hào)的消除；主控模塊，用于調(diào)整電位器阻值的分壓比，控制消除回聲的流程。本技術(shù)方案較現(xiàn)有技術(shù)相比具有成本低廉且控制難度低的優(yōu)點(diǎn)，大大節(jié)省了處理器資源并沒(méi)有算法發(fā)散失效的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人語(yǔ)音識(shí)別領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的服務(wù)機(jī)器人人機(jī)對(duì)話功能中，使用者對(duì)機(jī)器人發(fā)出語(yǔ)音信息，語(yǔ)音信息被機(jī)器人通過(guò)麥克風(fēng)采集，經(jīng)過(guò)編碼傳輸給處理器進(jìn)行軟件處理后完成語(yǔ)音識(shí)別。之后機(jī)器人通過(guò)揚(yáng)聲器回復(fù)應(yīng)答此語(yǔ)音信息。但此時(shí)揚(yáng)聲器的放音易被機(jī)器人麥克重新采集，被機(jī)器人誤認(rèn)為是使用者的新語(yǔ)音信息，引起語(yǔ)音混淆和誤識(shí)別。若在放音時(shí)屏蔽聲音采集功能，首先由于回答語(yǔ)音長(zhǎng)度不同，無(wú)法設(shè)置合適的屏蔽時(shí)間，其次是放音時(shí)無(wú)法采集使用者的二次實(shí)時(shí)語(yǔ)音信息和指令，大大降低使用者的使用體驗(yàn)和滿意度。若使用語(yǔ)音消除算法，首先算法容易發(fā)散失效，其次是算法復(fù)雜，會(huì)大大占用處理器資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于此，有必要提供一種無(wú)干擾、低成本的回聲消除系統(tǒng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，包括一主控模塊、一回聲消除模塊、一語(yǔ)音分壓模塊、一麥克風(fēng)及一揚(yáng)聲器，
[0006]語(yǔ)音分壓模塊，用于設(shè)置電位器阻值的分壓比，將回聲信號(hào)強(qiáng)度傳遞給回聲消除模塊；
[0007]揚(yáng)聲器，用于播放機(jī)器人發(fā)出的測(cè)試音；
[0008]麥克風(fēng)，用于采集聲音信號(hào)；
[0009]回聲消除模塊，與語(yǔ)音分壓模塊連接，用于進(jìn)行回聲信號(hào)的消除；
[0010]主控模塊，用于調(diào)整電位器阻值的分壓比，控制消除回聲的流程；
[0011]優(yōu)選的，語(yǔ)音分壓模塊包括數(shù)字電位器和定值電阻，所述數(shù)字電位器和定值電阻串聯(lián)連接。
[0012]優(yōu)選的，當(dāng)所述揚(yáng)聲器播放音量為A的測(cè)試音時(shí)，所述麥克風(fēng)同時(shí)采集音量衰減后的測(cè)試音信號(hào)，該信號(hào)的音量為B，A和B的關(guān)系為:
[0013]B = A*K
[0014]其中，K為音量的衰減系數(shù)。
[0015]優(yōu)選的，回聲消除模塊包括減法器及模擬開(kāi)關(guān)，
[0016]所述模擬開(kāi)關(guān)，用于控制回聲消除模塊與語(yǔ)音分壓模塊的連接與斷開(kāi)；
[0017]所述減法器，用于在麥克風(fēng)輸出中消除回聲音量。
[0018]優(yōu)選的，還包括:音頻編解碼模塊與功率放大模塊，
[0019]所述音頻編解碼模塊用于將模擬的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0020]所述功率放大模塊連接在音頻編解碼模塊與語(yǔ)音分壓模塊之間，用于將小功率的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有大功率信號(hào)輸出。
[0021]優(yōu)選的，當(dāng)主控模塊調(diào)整電位器阻值的分壓比后，使用者聲音信號(hào)和放音回聲中將固定減去消除值，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音回聲的消除。
[0022]本發(fā)明的技術(shù)方案，在機(jī)器人語(yǔ)音系統(tǒng)中增加了包含可編程數(shù)字電位器的放音分壓裝置和包含數(shù)控模擬開(kāi)關(guān)的回聲消除裝置，在每次系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)校正消除量，完成人機(jī)對(duì)話功能中的機(jī)器人放音回聲消除功能，使機(jī)器人的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)不再受到放音回聲的干擾而產(chǎn)生混淆或誤識(shí)別。成本低廉且控制難度低，與回聲消除算法相比，大大節(jié)省了處理器資源并沒(méi)有算法發(fā)散失效的風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清晰，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]請(qǐng)參閱圖1，一種機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)，包括一主控模塊10、一回聲消除模塊20、一語(yǔ)音分壓模塊30、一麥克風(fēng)40及一揚(yáng)聲器50。
[0026]語(yǔ)音分壓模塊30，用于設(shè)置電位器阻值的分壓比，并將回聲信號(hào)強(qiáng)度傳遞給回聲消除t吳塊。
[0027]所述語(yǔ)音分壓模塊30包括數(shù)字電位器31和定值電阻32，所述數(shù)字電位器31和定值電阻32串聯(lián)連接，設(shè)置數(shù)字電位器的阻值，使得數(shù)字電位器31和固定電阻32的分壓比為Kl0
[0028]揚(yáng)聲器50，用于播放機(jī)器人發(fā)出的測(cè)試音。揚(yáng)聲器50播放機(jī)器人發(fā)出的測(cè)試歡迎音，將該歡迎音的音量設(shè)置為A。此時(shí)，語(yǔ)音分壓模塊30不接入回聲消除模塊。
[0029]麥克風(fēng)40，用于采集聲音信號(hào)。
[0030]在揚(yáng)聲器50播放音量為A的測(cè)試音時(shí)，麥克風(fēng)40同時(shí)采集音量衰減后的測(cè)試音信號(hào)，該信號(hào)的音量為B。這是由于在實(shí)際的傳播途徑中，從揚(yáng)聲器50到麥克風(fēng)40的傳播過(guò)程中，聲音會(huì)有系數(shù)為K的衰減。該衰減音量滿足以下公式:
[0031]B = A*K (I)
[0032]回聲消除模塊20，與語(yǔ)音分壓模塊30通訊連接，用于進(jìn)行回聲信號(hào)的消除。
[0033]該回聲消除模塊20包括減法器21及模擬開(kāi)關(guān)22。所述模擬開(kāi)關(guān)22，用于控制回聲消除模塊20與語(yǔ)音分壓模塊30的連接與斷開(kāi)。所述減法器21，用于用于在麥克風(fēng)輸出中消除回聲音量。在播放測(cè)試音量未變化時(shí)，即音量仍為B時(shí)控制模擬快關(guān)22閉合后，獲取經(jīng)過(guò)語(yǔ)音分壓模塊30分壓后的分壓測(cè)試音C。該測(cè)試音C滿足公式2所示:
[0034]C = A*K_A*K1 (2)
[0035]由公式⑴和公式⑵可以得出公式(3):
[0036]K = B*K1/(B_C) (3)
[0037]主控模塊10，用于調(diào)整電位器阻值的分壓比，控制消除回聲的流程。
[0038]主控模塊10調(diào)整電位器阻值的分壓比，調(diào)整后的分壓比為K2，滿足如下條件:
[0039]K2 = K = B*K1/(B_C)
[0040]主控模塊10控制回聲消除模塊20中的控制模擬開(kāi)關(guān)22，保持將分壓后的測(cè)試音信號(hào)接入減法器后端的狀態(tài)。即在之后的使用中，使用者聲音信號(hào)和放音回聲中將固定減去K2*A = Κ0*Α。也即在MIC接收的聲音信號(hào)中固定消除揚(yáng)聲器經(jīng)過(guò)傳輸途徑衰減AO倍的揚(yáng)聲器信號(hào)，實(shí)時(shí)的將機(jī)器人的語(yǔ)音回聲消除，使機(jī)器人語(yǔ)音系統(tǒng)不受到回聲的干擾。
[0041]此外，該回聲消除系統(tǒng)還包括音頻編解碼模塊60與功率放大模塊70。
[0042]音頻編解碼模塊60用于用于將模擬的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0043]音頻編解碼模塊60通訊連接在主控模塊10與回聲消除模塊之間，包括編碼模塊61和解碼模塊62。編碼模塊61將輸入的聲音模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并編碼為特定的格式，如USB音頻流。解碼模塊62將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，功能類似數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DA)。
[0044]功率放大模塊70通訊連接在音頻編解碼模塊60與語(yǔ)音分壓模塊30之間。用于將小功率的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有一定功率的大信號(hào)輸出。
[0045]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，包括一主控模塊、一回聲消除模塊、一語(yǔ)音分壓模塊、一麥克風(fēng)及一揚(yáng)聲器， 語(yǔ)音分壓模塊，用于設(shè)置電位器阻值的分壓比，將回聲信號(hào)強(qiáng)度傳遞給回聲消除模塊； 揚(yáng)聲器，用于播放機(jī)器人發(fā)出的測(cè)試音； 麥克風(fēng)，用于采集聲音信號(hào)； 回聲消除模塊，與語(yǔ)音分壓模塊連接，用于進(jìn)行回聲信號(hào)的消除； 主控模塊，用于調(diào)整電位器阻值的分壓比，控制消除回聲的流程。2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，所述語(yǔ)音分壓模塊包括數(shù)字電位器和定值電阻，所述數(shù)字電位器和定值電阻串聯(lián)連接。3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述揚(yáng)聲器播放音量為A的測(cè)試音時(shí)，所述麥克風(fēng)同時(shí)采集音量衰減后的測(cè)試音信號(hào)，該信號(hào)的音量為B，A和B的關(guān)系為:B = A*K 其中，K為音量的衰減系數(shù)。4.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，所述回聲消除模塊包括減法器及模擬開(kāi)關(guān)， 所述模擬開(kāi)關(guān)，用于控制回聲消除模塊與語(yǔ)音分壓模塊的連接與斷開(kāi)； 所述減法器，用于在麥克風(fēng)輸出中消除回聲音量。5.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括:音頻編解碼模塊與功率放大模塊， 所述音頻編解碼模塊用于將模擬的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 所述功率放大模塊連接在音頻編解碼模塊與語(yǔ)音分壓模塊之間，用于將小功率的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有大功率信號(hào)輸出。6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人人機(jī)對(duì)話回聲消除系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)主控模塊調(diào)整電位器阻值的分壓比后，使用者聲音信號(hào)和放音回聲中將固定減去消除值，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音回聲的消除。
【文檔編號(hào)】G10L21/02GK105825862SQ201510002883
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月5日
【發(fā)明人】曲道奎, 徐方, 褚明杰, 楊奇峰, 朱洪彪, 劉世昌
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司