一種基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)，包括：麥克風、噪聲濾波器、回聲處理器、MCU、無線網(wǎng)絡(luò)連接器、位于車載終端的語音語義解析裝置、云服務(wù)器以及車載控制單元；麥克風、噪聲濾波器、回聲處理器以及MCU依次連接，MCU通過無線網(wǎng)絡(luò)連接器與云服務(wù)器建立雙向通信連接，MCU還與語音語義解析裝置建立雙向通信連接，無線網(wǎng)絡(luò)連接器的輸出端、語音語義解析裝置的輸出端分別與車載控制單元連接。本實用新型既可以在無線網(wǎng)絡(luò)信號狀況良好的情況下，優(yōu)選云服務(wù)器進行語音識別處理，以提高語音識別的準確性及識別速度，又可以在無線網(wǎng)絡(luò)信號不良的情況下啟動系統(tǒng)終端處理器，維持車載系統(tǒng)的正常工作。
【專利說明】一種基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及語音識別【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)，尤其適用于車載信息娛樂和信息通訊系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們對汽車功能多樣化、便捷化、人性化的需求逐步升溫，車載信息娛樂和信息通訊系統(tǒng)正逐漸成為汽車廠商追捧的熱點。車載信息娛樂和信息通訊系統(tǒng)主要包括車載通訊系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS)、智能交通系統(tǒng)、車載網(wǎng)絡(luò)、汽車音響系統(tǒng)、車載娛樂系統(tǒng)等，這些車載系統(tǒng)是為了給汽車提供更多的娛樂、通信及移動辦公功能，與汽車本身的安全、動力性能無直接關(guān)系。
[0003]傳統(tǒng)的車載系統(tǒng)常采用按鍵式操控，這種操控方式雖然能保證其功能正常使用，但便捷性和安全度低。例如，當人在駕車時，通過按鈕操控車載系統(tǒng)會造成注意力分散，難以應(yīng)對路面特殊情況，造成行車安全隱患。
[0004]專利號為ZL201220115136.3的中國專利公開了“一種車載語音人機喚醒人機交互系統(tǒng)”，它是在車載設(shè)備中置入語音喚醒模塊，該語音喚醒模塊包括一用于輸入語音指令的麥克風；一主控制器MCU和flash存儲器，主控制器MCU與車載控制單元模塊和麥克風的輸出端相連接，flash存儲器存儲有語音指令信息；主控制器MCU內(nèi)有語音識別模塊和語音指令執(zhí)行模塊，語音識別模塊能提取flash存儲器中存儲的語音信息并對正在輸入的語音信息進行比對，識別駕駛員的語音信息；車載控制功能單元模塊，由語音命令執(zhí)行模塊控制，實現(xiàn)其功能。上述公開的技術(shù)方案通過語音代替?zhèn)鹘y(tǒng)的按鈕以控制車載系統(tǒng)，提高了便捷性及安全度，但語音識別依靠的是車載系統(tǒng)內(nèi)置的處理器，識別準確率低且識別速度慢，不能較好的滿足人們使用需求。
[0005]專利號為ZL201220002430.3的中國專利公開了 “一種基于云計算的車載人機語音交互系統(tǒng)”該系統(tǒng)通過將語音識別的處理送至云端服務(wù)器，降低了本地處理芯片的數(shù)據(jù)處理負載，同時提升了語音識別的準確性及識別速度。但是云端服務(wù)器在沒有網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)信號差的情況下，無法向車載系統(tǒng)無線提供語音識別處理，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。
[0006]鑒于以上所述，研發(fā)一種不受網(wǎng)絡(luò)信號限制且語音識別準確性高、識別速度快的車載人機語音交互系統(tǒng)成為本行業(yè)急需解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種不受網(wǎng)絡(luò)信號限制的基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)。
[0008]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0009]一種基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)，包括:
[0010]麥克風、噪聲濾波器、回聲處理器、用于選擇語音處理方式的MCU、無線網(wǎng)絡(luò)連接器、位于車載終端的語音語義解析裝置、云服務(wù)器以及車載控制單元；[0011]所述麥克風、噪聲濾波器、回聲處理器以及M⑶依次連接，M⑶通過無線網(wǎng)絡(luò)連接器與云服務(wù)器建立雙向通信連接，M⑶還與語音語義解析裝置建立雙向通信連接，無線網(wǎng)絡(luò)連接器的輸出端、語音語義解析裝置的輸出端分別與車載控制單元連接。
[0012]本實用新型基于云加端技術(shù)，選擇云服務(wù)器和車載終端處理器(具體為語音語義解析裝置)中最佳的處理方式進行語音識別處理，處理方式選取的原則為:在無線信號良好的情況下，優(yōu)先啟動云服務(wù)器，以提升語音識別的準確性及識別速度；在無線信號不良的情況下，啟動車載終端處理器進行語音識別處理，使車載系統(tǒng)可維持正常的工作。
[0013]作為改進技術(shù)方案，所述麥克風包括第一麥克風和第二麥克風，所述第一麥克風距離人說話較近位置，用于采集語音指令，第二麥克風距離人說話較遠位置，用于采集環(huán)境噪聲。
[0014]作為改進技術(shù)方案，所述噪聲濾波器包括一差分放大電路，所述差分放大電路分別與所述第一麥克風、第二麥克風連接，用于將環(huán)境噪聲信號與語音指令信號的差值放大后輸出。
[0015]具體的，所述差分放大電路包括:
[0016]跟隨器電路，連接于第一麥克風和第二麥克風的輸出端，接收環(huán)境噪聲信號以及包括環(huán)境噪聲信號的語音指令信號；
[0017]減法器，連接于跟隨器電路的輸出端，輸出環(huán)境噪音信號和語音指令信號的差值；
[0018]隔直電容，連接于減法器的輸出端，從減法器的輸出信號中篩選出交流信號并輸出。
[0019]作為進一步改進技術(shù)方案，所述語音語義解析裝置包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、語音語義編解碼電路、現(xiàn)場可編程門陣列以及CPCI接口轉(zhuǎn)換電路。
[0020]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0021](I)本實用新型提供了云服務(wù)器以及車載終端處理器兩種語音識別處理方式，既可以在無線網(wǎng)絡(luò)信號狀況良好的情況下，優(yōu)選云服務(wù)器進行語音識別處理，以提高語音識別的準確性及識別速度，又可以在無線網(wǎng)絡(luò)信號不良的情況下啟動車載終端處理器，維持車載系統(tǒng)的正常工作；
[0022](2)本實用新型通過設(shè)置用于消除語音信息中的噪聲和回聲的語音提純模塊，提高了語音識別的準確性；
[0023](3)本實用新型噪聲濾波器、語音語義解析裝置的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，成本低，且便于實現(xiàn)；
[0024](4)麥克風的數(shù)量設(shè)置為兩個，分別用于采集包括噪聲的語音指令以及噪聲，并通過差分放大電路消除噪音，此種噪音消除的方式簡單，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖。
[0026]圖2為差分放大電路結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】[0027]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型創(chuàng)造的實施方式不限于此。
[0028]如圖1及圖2所示，本實用新型提供了一種基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)，包括:
[0029]麥克風、噪聲濾波器、回聲處理器、用于選擇語音處理方式的MCU、無線網(wǎng)絡(luò)連接器、位于車載終端的語音語義解析裝置、云服務(wù)器以及車載控制單元；麥克風、噪聲濾波器、回聲處理器以及M⑶依次連接，M⑶通過無線網(wǎng)絡(luò)連接器與云服務(wù)器建立雙向通信連接，MCU還與語音語義解析裝置建立雙向通信連接，無線網(wǎng)絡(luò)連接器的輸出端、語音語義解析裝置的輸出端分別與車載控制單元連接。
[0030]其中:
[0031]麥克風包括第一麥克風和第二麥克風，第一麥克風距離人說話較近位置，用于米集語音指令，第二麥克風距離人說話較遠位置，用于采集環(huán)境噪聲。
[0032]噪聲濾波器包括一差分放大電路，差分放大電路包括:
[0033]跟隨器電路，連接于第一麥克風和第二麥克風的輸出端，接收環(huán)境噪聲信號以及包括環(huán)境噪聲信號的語音指令信號；
[0034]減法器，連接于跟隨器電路的輸出端，輸出環(huán)境噪音信號和語音指令信號的差值；
[0035]隔直電容，連接于減法器的輸出端，從減法器的輸出信號中篩選出交流信號并輸出。
[0036]語音語義解析裝置包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、語音語義編解碼電路、現(xiàn)場可編程門陣列以及CPCI接口轉(zhuǎn)換電路。
[0037]本實用新型的工作原理如下:
[0038]首先，麥克風將使用者的操作語音收集后，依次傳送至噪聲濾波器、回聲處理器；其次，經(jīng)噪聲濾波器和回收處理器處理后，消除語音信息中的噪聲和回聲，生成純凈的語音信息并傳送至MCU ;最后，MCU判定當前的無線網(wǎng)絡(luò)信號狀況，并在云服務(wù)器和設(shè)于車載終端的語音語義解析裝置擇一進行語音識別處理；
[0039]當M⑶選擇云服務(wù)器進行語音識別處理時，無線網(wǎng)絡(luò)連接器提供M⑶和云服務(wù)器之間的無線網(wǎng)絡(luò)連接，云服務(wù)器會對MCU傳送的純凈語音信息進行語音識別處理，生成執(zhí)行命令并由無線網(wǎng)絡(luò)連接器傳送至車載控制單元，車載控制單元接收并執(zhí)行云服務(wù)器經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)連接器傳送的命令；
[0040]當MCU選擇位于車載終端的語音語義解析裝置進行語音識別處理時，語音語義解析裝置會對M⑶傳送的純凈語音信息進行語音識別處理，將生成的執(zhí)行命令傳送至車載控制單元，車載控制單元接收并執(zhí)行系統(tǒng)終端處理器傳送的命令。
[0041]差分放大電路的工作原理如下:
[0042]首先，跟隨器電路，接收第二麥克風發(fā)送的環(huán)境噪聲信號以及第二麥克風發(fā)送的包括環(huán)境噪聲信號的語音指令信號；
[0043]其次，減法器輸出環(huán)境噪音信號和語音指令信號的差值；
[0044]最后，隔直電容從減法器的輸出信號中篩選出交流信號并輸出。
[0045]以上所述實施例僅表達了本實用新型的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)，其特征在于，包括: 麥克風、噪聲濾波器、回聲處理器、用于選擇語音處理方式的MCU、無線網(wǎng)絡(luò)連接器、位于車載終端的語音語義解析裝置、云服務(wù)器以及車載控制單元； 所述麥克風、噪聲濾波器、回聲處理器以及M⑶依次連接，M⑶通過無線網(wǎng)絡(luò)連接器與云服務(wù)器建立雙向通信連接，M⑶還與語音語義解析裝置建立雙向通信連接，無線網(wǎng)絡(luò)連接器的輸出端、語音語義解析裝置的輸出端分別與車載控制單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)，其特征在于:所述麥克風包括用于采集語音指令的第一麥克風和用于采集環(huán)境噪聲的第二麥克風。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)，其特征在于:所述噪聲濾波器包括一差分放大電路，所述差分放大電路分別與所述第一麥克風、第二麥克風連接，用于將環(huán)境噪聲信號與語音指令信號的差值放大后輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)，其特征在于:所述差分放大電路包括: 跟隨器電路，連接于第一麥克風和第二麥克風的輸出端，接收環(huán)境噪聲信號以及包括環(huán)境噪聲信號的語音指令信號； 減法器，連接于跟隨器電路的輸出端，輸出環(huán)境噪音信號和語音指令信號的差值； 隔直電容，連接于減法器的輸出端，從減法器的輸出信號中篩選出交流信號并輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于云加端的車載人機語音交互系統(tǒng)，其特征在于:所述語音語義解析裝置包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、語音語義編解碼電路、現(xiàn)場可編程門陣列以及CPCI接口轉(zhuǎn)換電路。
【文檔編號】H04L29/08GK203607093SQ201320657984
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】曠輝, 鄒小亮 申請人:惠州市凱越電子有限公司