对内部通话主动降噪的语音交互系统及车辆的制作方法

本发明涉及车辆智能语音技术领域，特别是涉及一种对内部通话主动降噪的语音交互系统和具有该语音交互系统的车辆。

背景技术：

随着汽车电气化的发展推进，新能源车型快速发展，智能驾驶和舒适性电器系统的功能越来越丰富，人们对车辆功能以及车辆智能化的要求也越来越高。目前用于支持车辆智能化语音助手的方案，越来越难以满足用户对车辆智能化的需求。随着车辆通话音频降噪技术的不断发展，已经能够解决语音助手对用户指令识别率低的问题。

目前，现有的车辆通话音频降噪方案包括两套系统相互独立的内部通话系统和车载娱乐系统，通过车内的麦克风，采集车内各项音频信号，通过一个语音处理控制单元，对采集到的音频频率高低信号做区分处理。过滤高频和低频噪音，只保留中频的人声频率段，以此来降低噪音对语音识别的干扰，从而提高语音识别率，增强语音助手的智能化。

但是在现有的技术方案中，仅能处理人声以外的高频和低频的环境噪声，无法处理后排乘客的人声噪音干扰，使得驾驶员进行智能语音交互时，极易受到后排乘客的语音干扰，影响用户体验。

技术实现要素：

本发明第一方面的一个目的是要解决现有技术中的语音交互系统，仅能处理人声以外的高频和低频的环境噪声，无法处理后排乘客的人声噪音干扰的问题，从而使得驾驶员进行智能语音交互时，极易受到后排乘客的语音干扰，影响用户体验。

本发明第一方面的一个进一步目的是要将第一声音采集模块、第二声音采集模块、扬声器模块集成在功率放大器上，简化硬件结构，降低整个语音交互系统的开发成本和故障率。

本发明第二方面的一个目的是要提供一种具有该语音交互系统的车辆，通过解析后排乘客的人声信号，达到了减少内部通话系统对语音识别的干扰的目的，提升了用户体验。

特别地，本发明提供了一种对内部通话主动降噪的语音交互系统，包括：

第一声音采集模块和第二声音采集模块，所述第一声音采集模块用于采集驾驶室前排驾驶员声音和前排环境声音，所述第二声音采集模块用于采集驾驶室后排乘客声音和后排环境声音；

语音处理控制模块，与所述第一声音采集模块和所述第二声音采集模块连接；

扬声器模块，与所述语音处理控制模块连接；

内部通话模块，与所述语音处理控制模块连接，所述内部通话模块用于驾驶室前排驾驶员和后排乘客之间进行语音交流，并将所述第二声音采集模块采集的驾驶室后排乘客声音和后排环境声音处理后，通过所述扬声器模块汇总至所述第一声音采集模块；

语音识别模块，与所述第一声音采集模块连接，所述语音识别模块用于将所述第一声音采集模块汇总后的前排驾驶员声音、后排乘客声音、前排环境声音和后排环境声音分别转化为与其对应的第一声音信号、第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号，所述语音处理控制模块对所述第一声音信号、所述第二声音信号、所述第三声音信号和所述第四声音信号进行对比，并剔除所述第二声音信号、所述第三声音信号和所述第四声音信号，保留所述第一声音信号。

进一步地，所述第一声音采集模块和所述第二声音采集模块均为麦克风。

进一步地，所述语音识别模块包括：语音识别开关，所述语音识别模块在所述语音识别开关打开时，激活语音识别功能，以将所述第一声音采集模块汇总后的前排驾驶员声音、后排乘客声音、前排环境声音和后排乘客声音分别转化为与其对应的第一声音信号、第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号。

进一步地，所述语音处理控制模块包括：功率放大器和车载娱乐系统控制器，所述功率放大器与所述内部通话模块连接，所述第一声音采集模块和所述第二声音采集模块分别与所述功率放大器连接，所述第二声音采集模块采集的驾驶室后排乘客声音和后排环境声音通过所述功率放大器传给所述内部通话模块处理，所述第一声音采集模块将汇总后的前排驾驶员声音、后排乘客声音、前排环境声音和后排环境声音通过所述功率放大器传给所述车载娱乐系统控制器，所述语音识别模块和所述语音识别开关与所述车载娱乐系统控制器连接。

进一步地，所述扬声器模块为扬声器，所述扬声器与所述功率放大器连接。

进一步地，所述第一声音采集模块、所述第二声音采集模块和所述扬声器模块分别与所述语音处理控制模块集成设置。

进一步地，所述内部通话模块包括：内部通话系统控制器，所述内部通话系统控制器通过a2b总线与所述功率放大器连接。

进一步地，所述语音交互系统还包括：内部通话开关，所述内部通话开关与所述内部通话模块连接，所述内部通话模块在所述内部通话开关打开时，激活所述内部通话模块，以处理所述第二声音采集模块采集的驾驶室后排乘客声音和后排环境声音，并将后排乘客声音和后排环境声音通过所述扬声器模块汇总至所述第一声音采集模块，同时将后排乘客声音和后排环境声音由所述内部通话系统控制器通过a2b总线传输到所述功率放大器。

进一步地，所述语音交互系统还包括：音量调节模块，所述内部通话开关集成在所述音量调节模块上，所述音量调节模块与所述内部通话模块连接，以调节通话音量。

本发明还提供一种车辆，包括上述实施例中所述的对内部通话主动降噪的语音交互系统。

本发明的语音交互系统，在进行内部通话时，通过第一声音采集模块采集驾驶室前排驾驶员声音和前排环境声音，第二声音采集模块采集驾驶室后排乘客声音和后排环境声音，并通过内部通话模块将第二声音采集模块采集的后排乘客声音和后排环境声音汇总至第一声音采集模块，然后将汇总后的前排驾驶员声音、后排乘客声音、前排环境声音和后排环境声音分别转化为与其对应的第一声音信号、第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号，有效区分开驾驶室前排驾驶员声音和后排乘客声音以及环境声音，确保语音识别的信号来源的唯一性，提高语音识别的识别率。最后通过语音处理控制模块对第一声音信号、第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号进行对比，剔除第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号，保留第一声音信号，防止后排乘客声音以及环境声音对前排驾驶员进行语音干扰，提高用户体验。

进一步地，本发明的语音交互系统，将第一声音采集模块、第二声音采集模块、扬声器模块集成在功率放大器上，简化了硬件结构，降低了整个语音交互系统的开发成本和故障率。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本发明的语音交互系统的工作原理图。

附图标记：

第一声音采集模块11；第二声音采集模块12；

语音处理控制模块20；车载娱乐系统控制器21；功率放大器22；

扬声器模块30；

内部通话模块40；内部通话系统控制器41；内部通话开关42；

语音识别模块50；语音识别开关51；

音量调节模块60。

具体实施方式

参见图1，本发明的对内部通话主动降噪的语音交互系统主要由第一声音采集模块11、第二声音采集模块12、语音处理控制模块20、扬声器模块30、内部通话模块40和语音识别模块50组成。其中，第一声音采集模块11用于采集驾驶室前排驾驶员声音和前排环境声音，第二声音采集模块12用于采集驾驶室后排乘客声音和后排环境声音。第一声音采集模块11可以安装在驾驶前排的仪表台中，第二声音采集模块12可以安装在驾驶室后排位置处。语音处理控制模块20与第一声音采集模块11和第二声音采集模块12连接。扬声器模块30与语音处理控制模块20连接。内部通话模块40与语音处理控制模块20连接，内部通话模块40用于驾驶室前排驾驶员和后排乘客之间进行语音交流，内部通话模块40可以将第二声音采集模块12采集的驾驶室后排乘客声音和后排环境声音进行处理，处理后的驾驶室后排乘客声音和后排环境声音可以通过扬声器模块30发出并汇总至第一声音采集模块11，使第一声音采集模块11汇总有驾驶室前排驾驶员声音、后排乘客声音、驾驶室环境声音(包括驾驶室前排环境声音和后排环境声音)。

语音识别模块50与第一声音采集模块11连接，语音识别模块50用于将第一声音采集模块11实时捕捉的汇总后的前排驾驶员声音、后排乘客声音、前排环境声音和后排环境声音分别转化为与其对应的第一声音信号、第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号。并将第一声音信号、第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号传递至语音处理控制模块20。也就是说，此时语音处理控制模块20可以同时获取前排驾驶员声音信号、后排乘客声音信号和驾驶室环境声音信号(噪声信号)，通过对比不同的声音信号，即第一声音信号、第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号进行对比，从而有效区分开前排驾驶员声音、后排乘客声音以及驾驶室环境声音，语音处理控制模块20在处理不同声音信号的过程中，会将第一声音信号、第二声音信号、第三声音信号以及第四声音信号分别形成对应的声波，同时通过将第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号的声波分别进行各自波峰与波谷的叠加处理，从而剔除第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号，即剔除了后排乘客的声音以及人声之外驾驶室环境的高频、低频噪音，仅仅保留了第一声音信号，也就是驾驶室前排驾驶员声音，实现了语音交互系统的主动降噪，确保语音识别的信号来源的唯一性，提高语音识别的识别率和语音助手的智能程度。

由此，本发明的对内部通话主动降噪的语音交互系统，通过解析后排乘客的人声信号和驾驶室环境声音信号，达到了减少语音识别干扰的目的，很好地解决了现有技术中的语音交互系统，仅能处理人声以外的高频和低频的环境噪声，无法处理后排乘客的人声噪音干扰的问题，从而使得驾驶员进行智能语音交互时，极易受到后排乘客的语音干扰，影响用户体验。

根据本发明的一个实施例，第一声音采集模块11和第二声音采集模块12均为麦克风，且语音识别模块50集成在语音处理控制模块20内。在本申请中，第一声音采集模块11可以采用具备语音识别和内部通话功能的麦克风，第二声音采集模块12可以采用具备语音识别功能的麦克风。

根据本发明的一个实施例，参见图1，语音识别模块50包括语音识别开关51，语音识别模块50在语音识别开关51打开时，激活语音识别功能。语音识别模块50打开的方式可以通过按键手动打开或通过语音唤醒词打开，从而激活语音识别功能。语音识别模块50可以将第一声音采集模块11汇总后的前排驾驶员声音、后排乘客声音、前排环境声音和后排乘客声音分别转化为与其对应的第一声音信号、第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号，形成各自的声音信号波，以便于语音处理控制模块20将第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号的声波分别进行各自波峰与波谷的叠加处理，从而剔除第二声音信号、第三声音信号和第四声音信号，实现对驾驶室内后排乘客声音、驾驶室环境声音的主动降噪处理，防止前排驾驶员在进行语音通话时，受到后排乘客的语音干扰和环境的噪声干扰，从而影响用户体验。

在本发明的一些具体实施方式中，参见图1，语音处理控制模块20主要由功率放大器22和车载娱乐系统控制器21组成。其中，功率放大器22与内部通话模块40连接，第一声音采集模块11和第二声音采集模块12分别与功率放大器22连接，第二声音采集模块12采集的驾驶室后排乘客声音和后排环境声音通过功率放大器22传给内部通话模块40处理，第一声音采集模块11将汇总后的前排驾驶员声音、后排乘客声音、前排环境声音和后排环境声音通过功率放大器22传给车载娱乐系统控制器21，语音识别模块50和语音识别开关51与车载娱乐系统控制器21连接。也就是说，语音识别模块50和语音识别开关51与车载娱乐系统控制器21连接。后排乘客声音和后排环境声音通过驾驶室后排麦克风传递到功率放大器22，然后通过内部通话模块40(主要指内部通话模块40中的内部通话系统控制器41)处理后，通过扬声器模块30发出，汇总给前排的第一声音采集模块11(即前排麦克风)，前排麦克风再将汇总的前排驾驶员声音、后排驾驶员声音和环境声音通过功率放大器22传递给车载娱乐系统控制器21进行声波处理，实现对后排驾驶员声音和环境声音的主动降噪，防止前排驾驶员在进行语音通话时，受到后排乘客的语音干扰和环境的噪声干扰，有效提高用户体验。

在本发明的一些优选实施方式中，扬声器模块30可以采用扬声器，根据不同车型的具体配置，驾驶室前排和后排可以均配置有扬声器。扬声器与功率放大器22连接，第一声音采集模块11、第二声音采集模块12和扬声器模块30分别与语音处理控制模块20集成设置，大大地简化了硬件结构，降低了整个语音交互系统的开发成本和故障率。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，内部通话模块40包括内部通话系统控制器41，内部通话系统控制器41通过a2b(车用音频总线)总线与功率放大器22连接。本发明通过采用集成方案，将各个麦克风连接至功率放大器22，车载娱乐控制器可以通过a2b总线连接至功率放大器22，功率放大器22可以通过a2b总线连接至内部通话系统控制器41，将内部通话模块40和语音处理控制模块20这两套系统集成为一套系统，有效实现对后排乘客和环境声音的降噪处理。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，语音交互系统还包括：内部通话开关42，内部通话开关42与内部通话模块40连接，内部通话模块40在内部通话开关42打开时可以激活内部通话模块40，通过内部通话模块40处理第二声音采集模块12采集的驾驶室后排乘客声音和后排环境声音，并将后排乘客声音和后排环境声音通过扬声器模块30汇总至第一声音采集模块11，，同时将后排乘客声音和后排环境声音由内部通话系统控制器41通过a2b总线传输到功率放大器22。语音交互系统还包括：音量调节模块60，内部通话开关42集成在音量调节模块60上，音量调节模块60与内部通话模块40连接，音量调节模块60可以采用音量旋钮开关，通过音量旋钮开关可以调节通话音量。

参见图1，本发明的对内部通话主动降噪的语音交互系统，当处于正常工作状态下时：

用户操作内部通话模块40(也可以成为内部通话系统)的内部通话开关42，打开内部通话系统，此时前排驾驶员和后排乘客将通过内部通话系统(内部通话模块40)进行语音交流。后排乘客的人声将通过后排麦克风传递到功率放大器22，经过内部通话系统控制器41处理后，通过前排扬声器发出。此时用户操作语音识别开关51或通过语音唤醒词，激活语音识别模块50的语音识别功能。在语音识别功能成功激活后，麦克风将实时捕捉车内前排的全部声音，并且实时的将采集到的声音转化为对应的声音信号。声音信号将通过功率放大器22，传递到车载娱乐系统控制器21中。此时，车载娱乐系统控制器21可同时获取到后排乘客的声音信号和前排空间的声音信号，包括前排驾驶员的人声信号。车载娱乐系统控制器21通过对比不同的声音信号，在获取到的前排声音信号中将剔除后排乘客声音信号以及人声之外的高频、低频等环境噪音，仅仅保留前排驾驶员的声音信号。

总而言之，本发明的对内部通话主动降噪的语音交互系统，通过解析后排乘客的人声信号和驾驶室环境声音信号，达到了减少语音识别干扰的目的，很好地解决了现有技术中的语音交互系统，仅能处理人声以外的高频和低频的环境噪声，无法处理后排乘客的人声噪音干扰的问题，从而使得驾驶员进行智能语音交互时，极易受到后排乘客的语音干扰，影响用户体验。

本发明还提供一种车辆包括上述实施例中的对内部通话主动降噪的语音交互系统。由于根据本发明实施例的语音交互系统具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也应具有相应的技术效果，即本发明的车辆通过采用该语音交互系统可以有效处理后排乘客的人声和车内环境噪音干扰，从而使得驾驶员进行智能语音交互时，避免受到后排乘客和车内环境的声音干扰，极大地提高了用户体验。

根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。