[发明专利]一种基于超声波的语音信号传输系统及方法

权利要求书

1.一种基于超声波的语音信号传输系统，其特征在于，包括：超声波调制器，波束成型控制器，超声波换能器阵列，用户探测器；所述超声波调制器，所述用户探测器和所述超声波换能器阵列均与所述波束成型控制器连接；其中，

所述超声波调制器用于将语音信号调制在超声波频带上，并将调制后的语音信号输出给所述波束成型控制器；

所述用户探测器用于探测用户，并将针对所述用户的探测结果输出给所述波束成型控制器；

所述波束成型控制器用于根据所述用户探测器输出的探测结果控制调制后的语音信号的相位和幅度，得到指向所述用户的电信号，并将指向所述用户的电信号输出到所述超声波换能器阵列；

所述超声波换能器阵列用于将所述波束成型控制器输出的指向所述用户的电信号转换成波束指向所述用户的超声波信号，并发射所述超声波信号；

其中，所述探测结果是所述用户的位置信息；所述用户探测器包括语音信号接收器阵列和语音分析器，所述语音信号接收器阵列与所述语音分析器连接，所述语音分析器与所述波束成型控制器连接；其中，所述语音信号接收器阵列用于接收外部语音信号；所述语音分析器用于根据所述语音信号接收器阵列接收的所述外部语音信号的信号特征，分析出所述用户的位置信息，并将所述用户的位置信息输出给所述波束成型控制器；所述波束成型控制器具体用于根据所述语音分析器输出的所述用户的位置信息控制所述超声波调制器输出的所述调制信号的相位和幅度。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超声波换能器阵列包括m个超声波换能器，所述波束成型控制器包括n个发射控制器，所述发射控制器包括相位控制器和幅度控制器；所述发射控制器连接至少一个所述超声波换能器，所述发射控制器用于控制输出给所述超声波换能器的信号的相位和幅度；其中，m，n是正整数。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：系统控制器，所述系统控制器用于向所述波束成型控制器输出扫描触发指令；

所述波束成型控制器还用于响应所述扫描触发指令，按照指定扫描模式向所述超声波换能器阵列输出扫描脉冲信号；

所述超声波换能器阵列还用于发射用于扫描所述用户的超声扫描脉冲；

所述用户探测器具体用于根据所述超声扫描脉冲的回波检测用户，并将针对所述用户的探测结果输出给所述波束成型控制器。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述用户探测器包括：回波接收器阵列和回波分析器，所述回波接收器阵列与所述回波分析器连接，所述回波分析器与所述波束成型控制器连接；其中，

所述回波接收器阵列用于接收所述超声扫描脉冲被物体反射的回波，并将所述回波转换成电信号；所述回波分析器用于在根据所述电信号的信号特征分析探测到的物体是否是所述用户，并将针对所述用户的探测结果输出给所述波束成型控制器。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述探测结果是一个判决信息；所述回波分析器具体用于在根据所述电信号的信号特征识别出所述用户时，输出用于表示探测成功的探测结果到所述波束成型控制器；

所述波束成型控制器具体用于根据当前采用的相位和幅度控制所述超声波调制器输出的所述调制信号的相位和幅度。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述探测结果是所述用户的位置信息；所述回波分析器具体用于根据所述电信号的信号特征，分析出所述用户的位置，并将所述用户的位置信息输出给所述波束成型控制器；

所述波束成型控制器具体用于根据所述用户的位置信息控制所述超声波调制器输出的所述调制信号的相位和幅度。

7.如权利要求4-6中任一项所述的系统，其特征在于，所述回波接收器阵列是所述超声波换能器阵列。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述语音分析器还用于分析所述外部语音信号的语音特征，根据所述语音特征判断所述外部语音信号是否来自所述用户。