多点式远场语音交互设备的制作方法

1.本发明涉及语音领域，尤其涉及一种多点式远场语音交互设备。


背景技术：

2.目前带有远场语音交互功能的电子产品越来越多，为追求远场语音的识别性能，提升远场语音唤醒率。需要保证麦克风拾音区无遮挡，同时麦克风语音核心算法beamforming也需要开阔的拾音环境，增强远场语音识别性能，优化语音交互的主观体验。
3.为了保证麦克风拾音区无遮挡，目前一般需要在电子产品的前端额外设置边框，并将麦克风安装在边框上。而边框的增加无疑会使得电子设备的体积变大，同时影响外观的整体美感。
4.以电视机为例，目前消费者对于大屏幕显示的电视机要求一是显示效果，二是外观是否时尚，但是因为麦克风存在，很多情况电视机无法做到无边框效果，导致屏占比低、外观美感不足。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种多点式远场语音交互设备，以改善上述问题。
6.本发明实施例提供了一种多点式远场语音交互设备，其包括：
7.显示屏，所述显示屏包括以阵列方式排布的多个micro led灯珠，相邻的micro led灯珠之间具有预设的间距；
8.麦克风组件，所述麦克风组件包括多个麦克风，所述麦克风设置在相邻的micro led灯珠形成的间隙内；
9.控制器，其与所述显示屏以及所述麦克风组件均电连接，以控制显示屏上的micro led灯珠的工作，并接收所述麦克风组件采集的语音信号。
10.优选地，每个麦克风设置在相邻的两个micro led灯珠之间。
11.优选地，每个麦克风设置在相邻的四个micro led灯珠形成的间隙之间。
12.优选地，所述麦克风组件包括多个麦克风阵列，每个麦克风阵列分布在显示屏的不同区域，以从多个方位采集语音信号；其中，每个麦克风阵列形成一路语音信号。
13.优选地，对于同一麦克风阵列中的两个相邻的麦克风，其为隔一行或者隔一列配置。
14.优选地，所述麦克风为硅基麦克风，且每个麦克风阵列包括12个麦克风。
15.优选地，所述麦克风阵列的数量为5个，所述5个麦克风阵列包括设置在显示屏左上区域的第一麦克风阵列，设置在显示屏右上区域的第二麦克风阵列，设置在显示屏左下区域的第三麦克风阵列，设置在显示屏右下区域的第四麦克风阵列以及设置在显示屏中心位置的第五麦克风阵列。
16.优选地，所述控制器在接收到5个麦克风阵列的语音信号后，还用于：
17.通过带通滤波器滤除人声信号频率范围外的语音信号，得到五路过滤后的语音信号；所述语音信号为模拟信号；
18.对过滤后的五路语音信号，利用相位插值滤除噪声；
19.对滤除噪声的语音信号经过滤波放大、ad转换后，得到数字语音信号；
20.根据所述数字语音信号执行相应的语音交互操作。
21.优选地，对过滤后的五路语音信号，利用相位插值滤除噪声，具体为：
22.对第一麦克风阵列采集到的语音信号a1进行延时t1得到a2；
23.将a2与第二麦克风阵列采集到的语音信号a3进行相减，得到语音信号b1；
24.对第三麦克风阵列采集到的语音信号a4进行延时t2得到a5；
25.将a5与第四麦克风阵列采集到的语音信号a6进行相减，得到语音信号b2；
26.将第一麦克风阵列采集到的语音信号a1、第二麦克风阵列采集到的语音信号a3、第三麦克风阵列采集到的语音信号a4、第四麦克风阵列采集到的语音信号a6、第五麦克风阵列采集到的语音信号a7进行相加后减b1和b2得到语音信号c；所述语音信号c即为滤除了环境噪声的语音信号。
27.优选地，相邻的micro led灯珠之间的间距为0.5mm到1mm。
28.综上所述，本实施例提供的多点式远场语音交互设备，通过将麦克风设置在micro led灯珠的间隙之间，如此在不需要另外设置边框的前提下实现了麦克风的无遮挡安装。本发明能够摆脱传统麦克风对外露结构件的限制，使得显示终端可以实现真正的无边框设计。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明实施例提供的多点式远场语音交互设备在显示屏部分的示意图。
31.图2是本发明实施例提供的多点式远场语音交互设备的部分硬件连接示意图。
32.图3是本发明实施例提供的麦克风在micro led灯珠的一种分布图。
33.图4是本发明实施例提供的麦克风在micro led灯珠的另一种分布图。
34.图5为未滤除环境噪声的语音信号的波形图。
35.图6为滤除环境噪声后的语音信号的波形图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.请参阅图1至图3，本发明实施例提供了一种多点式远场语音交互设备，其包括：
38.显示屏10，所述显示屏10包括以阵列方式排布的多个micro led灯珠11，相邻的micro led灯珠11之间具有预设的间距。
39.麦克风组件，所述麦克风组件包括多个麦克风20，所述麦克风20设置在相邻的micro led灯珠11形成的间隙内。
40.控制器30，其与所述显示屏10以及所述麦克风组件均电连接，以控制显示屏上的micro led灯珠11的工作，并接收所述麦克风组件采集的语音信号。
41.在本实施例中，所述多点式远场语音交互设备为具有显示屏的电子设备，如电视机、智能平板或者其他平板等，本发明不做具体限定。其中，特别的，所述多点式远场语音交互设备的显示屏是基于micro led的显示屏。且相邻的micro led灯珠之间的间距为0.5mm到1mm。
42.在本实施例中，所述麦克风组件包括多个麦克风阵列，每个麦克风阵列分布在显示屏10的不同区域，以从多个方位采集语音信号；其中，每个麦克风阵列形成一路语音信号。
43.例如，如图1所示，所述麦克风阵列的数量为5个，所述5个麦克风阵列包括设置在显示屏10左上区域的第一麦克风阵列21，设置在显示屏10右上区域的第二麦克风阵列22，设置在显示屏10左下区域的第三麦克风阵列23，设置在显示屏10右下区域的第四麦克风阵列24以及设置在显示屏10中心位置的第五麦克风阵列25。如此，可以接收位于多点式远场语音交互设备前各个方位的用户发出的语音信号。
44.其中，在每个麦克风阵列内，所述麦克风设置在相邻的micro led灯珠11形成的间隙内。
45.如图3所述，在一种实现方式中，每个麦克风20设置在相邻的四个micro led灯珠11形成的间隙之间，且相邻的麦克风20配置为隔一行或者隔一列配置。
46.如图4所述，在一种实现方式中，每个麦克风20设置在相邻的四个micro led灯珠11形成的间隙之间，且每个麦克风20相邻。
47.当然，也可以是将每个麦克风20设置在相邻的两个micro led灯珠11之间，具体视实际需要而定，本发明在此不做赘述。
48.在本实施例中，所述麦克风20为硅基麦克风，且每个麦克风阵列包括12个麦克风。当然，在本发明的其他实施例中，也可以采用其他类型的麦克风，且每个麦克风阵列包含的麦克风的数量可根据实际需要设定。
49.在本实施例中，所述控制器30可以由一个或者多个处理器组成，其作为多点式远场语音交互设备的关键组成部分，主要起到控制及协调多点式远场语音交互设备的各个部分的工作。例如，其可以控制显示器10的各个micro led灯珠11的显示状态以呈现不同的显示画面，也可以接收由麦克风组件采集的语音信号，并通过语音识别等处理后，执行相应的交互操作。
50.特别的，以所述控制器30执行语音交互操作为例。所述控制器30具体用于：
51.首先，通过带通滤波器滤除人声信号频率范围外的语音信号，得到五路过滤后的语音信号；所述语音信号为模拟信号。
52.由于人们的人声信号频率范围集中在260hz～3100hz之间，因此先通过带通滤波器滤除260hz以下以及3100hz以上信号，只需要预留260hz～3100hz之间语音信号。
53.然后，对过滤后的五路语音信号，利用相位插值滤除噪声。
54.相位插值的原理是根据每个麦克风阵列距离声源距离不同，测算出来差异，之后
进行延时，把距离远的作为噪声，距离近的作为需要的语音。人员在不同位置，计算1kh相位，达到最晚的作为噪声。延时到相反相位，与需要语音进行加减运算实现去除噪声。
55.如图5和图6所示，具体过程为：
56.对第一麦克风阵列采集到的语音信号a1进行延时t1得到a2；
57.将a2与第二麦克风阵列采集到的语音信号a3进行相减，得到语音信号b1；
58.对第三麦克风阵列采集到的语音信号a4进行延时t2得到a5；
59.将a5与第四麦克风阵列采集到的语音信号a6进行相减，得到语音信号b2；
60.将第一麦克风阵列采集到的语音信号a1、第二麦克风阵列采集到的语音信号a3、第三麦克风阵列采集到的语音信号a4、第四麦克风阵列采集到的语音信号a6、第五麦克风阵列采集到的语音信号a7进行相加后减b1和b2得到语音信号c；所述语音信号c即为滤除了环境噪声的语音信号。
61.接着，对滤除噪声的语音信号经过滤波放大、ad转换后，得到数字语音信号；
62.最后，根据所述数字语音信号执行相应的语音交互操作。
63.在本实施例中，例如，在获取最终的数字语音信号后，可以对其进行语音识别来获得对应的文本数据，再对文本数据进行识别来生成对应的控制指令，进而根据控制指令来实现对多点式远场语音交互设备的控制，例如，控制多点式远场语音交互设备的开启、关闭、更换频道、调节音量大小等。
64.综上所述，本实施例提供的多点式远场语音交互设备，通过将麦克风20设置在micro led灯珠11的间隙之间，如此在不需要另外设置边框的前提下实现了麦克风20的无遮挡安装。本实施例能够摆脱传统麦克风对外露结构件的限制，使得显示屏可以实现真正的无边框设计。
65.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。