一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法与流程

1.本发明涉及电子设备领域，特别是涉及一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法。


背景技术：

2.真无线蓝牙耳机搭配智能语音助手的功能有方便、易用、智能的特点，在近年越来越被广泛使用。为使用户能够通过对耳机说话来唤醒手机上的语音助手，而不用拿起手机，或对耳机或手机进行手动唤醒操作，部分耳机厂商选择在耳机上搭载低功耗唤醒芯片。
3.搭载低功耗唤醒芯片的方案中，主要连接线路为：耳机上的麦克风—低功耗唤醒芯片—主计算单元。耳机上的麦克风拾取用户语音，然后用低功耗唤醒芯片的算力检测是否需要唤醒，再通知主计算单元完成后续动作。
4.随着无线耳机的体积小型化和对长续航时间的强烈需求，无线耳机内部空间极其紧张，减少其它器件占用空间来增大电池容量是目前主要的一种趋势。但是，独立的低功耗唤醒芯片就存在占用耳机线路板和耳机内部空间，进而增大线路板体积和耳机体积，同时会使得布板更加复杂。


技术实现要素：

5.本发明的目的是解决不使用低功耗唤醒芯片唤醒语音助手的问题。
6.为了解决上述问题，本发明提出一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其包括入耳检测、开口检测、音频a循环缓存、音频b录制和唤醒判断计算单元。
7.其具体步骤为：先执行所述入耳检测；检测到入耳后同时启动所述开口检测和所述音频a循环缓存；当检测到使用者开口后，开始录制音频b并将音频a和音频b传输到所述唤醒判断计算单元，当所述语音助手唤醒判断条件成立，唤醒语音助手；当所述语音助手唤醒判断条件不成立，则回到初始状态运行入所述耳检测算法。
8.所述唤醒判断计算单元或其它计算单元将音频a和音频b根据时序进行拼合后进行所述语音助手唤醒判断。
9.所述入耳检测是通过电容传感器或光传感器的信号改变来检测耳机是否置入使用者的耳道中。
10.所述开口检测是通过麦克风、震动传感器或加速度传感器来检测使用者口腔发声或者震动来判断耳机使用者是否进入开口说话的状态。
11.所述音频a循环缓存是循环缓存麦克风接收到的音频的最后一小段音频，通过对耳机使用者发出的语音进行前置预存，以获得完整的语音指令用于唤醒语音助手。所述最后一小段音频的目的是为了避免由于系统延迟造成使用者说话开始的一部分语音未被录音，其时间长度一般处于100ms-1000ms。
12.优选地，耳机是在检测到入耳之后不断循环缓存音频并保留最后300ms作为所述音频a，同时运行所述开口检测算法；当检测到使用者开口之后，开始录制使用者发出的语
音b，将述音频a以及开口之后录制的语音b一起传输到智能充电仓内的所述唤醒判断计算单元，所述唤醒判断计算单元判断是否唤醒充电仓内置的语音助手。
13.所述唤醒判断计算单元位于耳机的充电仓内。
14.初始状态下，耳机运行入耳检测算法。若未检测到入耳，耳机将持续运行入耳检测。
15.若检测到入耳，耳机将同时循环运行开口检测和所述音频a循环缓存。所述音频a循环缓存是指通过麦克风循环缓存音频并保留最后300ms。若未检测到使用者开口，耳机将停留在此状态，持续运行开口检测并循环缓存音频。若检测到开口，耳机将会通过无线连接将缓存的300ms所述音频a循环缓存以及开口之后的音频传输到充电仓，在充电仓上运行算法以判断是否唤醒语音助手。若用户语音被算法识别为唤醒，则唤醒语音助手。
16.若算法将用户语音识别为不唤醒，则回到初始状态运行入耳检测算法。
17.本发明具有如下优点：
18.1.节约空间：不搭载低功耗唤醒芯片减小了耳机和线路板的体积限制；
19.2.增加设计灵活度：不搭载低功耗唤醒芯片给其他部件的选择增加了灵活度；
20.3.降低成本：不搭载低功耗唤醒芯片减少了产品成本。
附图说明
21.图1为本发明流程示意图；
22.图2为本发明智能耳机前fpc电容传感器安装位置示意图；
23.图3为本发明智能耳机后fpc电容传感器安装位置示意图；
24.图4为本发明六轴传感器的安装位置示意图；
25.图中：1.耳机壳体；2.前fpc电容传感器；3.前fpc电容传感器；4.六轴传感器；5.耳机主板。
具体实施方式
26.下面结合附图1-4和具体实施例对技术方案做进一步说明，以助于理解本发明的内容。
27.如图1所示，一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其包括入耳检测、开口检测、音频a循环缓存、音频b录制以及唤醒判断计算单元。
28.其具体步骤为：先执行所述入耳检测；检测到入耳后同时启动所述开口检测和所述音频a循环缓存；当检测到使用者开口后，开始录制音频b并将音频a和音频b根据时序合并，然后传输到所述唤醒判断计算单元，所述唤醒判断计算单元对合并后的音频a和音频b进行所述语音助手唤醒判断；当所述语音助手唤醒判断条件成立，唤醒语音助手；当所述语音助手唤醒判断条件不成立，则回到初始状态运行入所述耳检测算法。
29.循环缓存的实现方法：使用一个ring buffer(环形缓存)盛放300ms的录音，并用一根写指针指向缓存中每个时刻写入的位置，该指针在环形缓存中沿固定方向旋转。因为环形缓存头尾相接的特点，使得缓存中始终保存最后300ms的录音。
30.如图2所示，在一侧的耳机壳体1内部贴合有前fpc电容传感器2。
31.如图3所示，在另一侧耳机壳体1内部贴合有后fpc电容传感器3。所述入耳检测通
过检测佩戴时感应所述前fpc电容传感器2和后fpc电容传感器3的电容变化，来判断是否正确入耳，通过精确校准生产过程引入的基准电容偏差，保证产品一致性；经过优选的所述前fpc电容传感器2和后fpc电容传感器3的位置及面积，适应各种耳朵形状，确保入耳检测有较好灵敏度，同时不易被误触发；检测耳机出耳后，触发事件，配置耳机进入低功耗，延长待机时间。
32.如图4所示，所述开口检测是通过耳机壳体内的六轴传感器4对佩戴者发出的振动进行收集,其包括3轴加速度计和3轴陀螺仪。所述六轴传感器4固定在耳机主板5，耳机主板5与耳机壳体1刚性连接，佩戴者开口说话，声带会同时引起的骨骼振动信号传导到所述六轴传感器4，并通过过滤噪声及算法进行语音识别。而非佩戴者的语音空气传播无法引起六轴传感器震动。
33.所述入耳检测、开口检测、充电仓判断唤醒的判断均采用标准算法。
34.以上所述，只是本发明的一个实例，不能以此限定本发明的范围，凡依此发明专利申请范围及说明内容所做的简单的等效变化与修饰，皆属于本发明专利涵盖的范围。


技术特征：
1.一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其特征在于：包括入耳检测、开口检测、音频a循环缓存、音频b录制和唤醒判断计算单元；其具体步骤为：先执行所述入耳检测；检测到入耳后同时启动所述开口检测和所述音频a循环缓存；当检测到使用者开口后，开始录制音频b并将音频a和音频b传输到所述唤醒判断计算单元，当所述语音助手唤醒判断条件成立，唤醒语音助手；当所述语音助手唤醒判断条件不成立，则回到初始状态运行入所述耳检测算法。2.如权利要求1所述的一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其特征在于：所述唤醒判断计算单元或其它计算单元将音频a和音频b根据时序进行拼合后进行所述语音助手唤醒判断。3.如权利要求1所述的一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其特征在于：所述入耳检测是通过电容传感器或光传感器的信号改变来检测耳机是否置入使用者的耳道中。4.如权利要求1所述的一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其特征在于：所述开口检测是通过麦克风、震动传感器或加速度传感器来检测使用者口腔发声或者震动来判断耳机使用者是否进入开口说话的状态。5.如权利要求1所述的一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其特征在于：所述音频a循环缓存是循环缓存麦克风接收到的音频的最后一小段音频。6.如权利要求1所述的一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其特征在于：所述音频a循环缓存是指通过麦克风循环缓存音频并保留最后300ms。7.如权利要求1所述的一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其特征在于：所述唤醒判断计算单元位于耳机的充电仓内。8.如权利要求1所述的一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其特征在于：所述入耳检测通过检测佩戴时感应所述前fpc电容传感器和后fpc电容传感器的电容变化，来判断是否正确入耳。9.如权利要求8所述的一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其特征在于，所述入耳检测通过检测佩戴时感应所述前fpc电容传感器和后fpc电容传感器的电容变化，来判断是否正确入耳，通过精确校准生产过程引入的基准电容偏差，保证产品一致性；当检测耳机出耳后，耳机进入低功耗。10.如权利要求4所述的一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其特征在于：所述开口检测是通过耳机壳体内的六轴传感器对佩戴者发出的振动进行收集,其包括三轴加速度计和三轴陀螺仪；所述六轴传感器固定在耳机主板，耳机主板与耳机壳体刚性连接。

技术总结
一种无低功耗唤醒芯片耳机唤醒语音助手的方法，其包括入耳检测、开口检测、音频A循环缓存、音频B录制和唤醒判断计算单元。其具体步骤为：先执行所述入耳检测；检测到入耳后同时启动所述开口检测和所述音频A循环缓存；当检测到使用者开口后，开始录制音频B并将音频A和音频B传输到所述唤醒判断计算单元，当所述语音助手唤醒判断条件成立，唤醒语音助手；当所述语音助手唤醒判断条件不成立，则回到初始状态运行入所述耳检测算法。本发明具有节约空间、增加设计灵活度和降低成本低的有益技术效果。果。果。


技术研发人员：张博 杨军红
受保护的技术使用者：广东粤港澳大湾区硬科技创新研究院
技术研发日：2021.11.10
技术公布日：2022/2/24