[发明专利]对设备进行语音操作遥控的方法和装置

说明书

本发明涉及对设备尤其对电子娱乐设备进行语音操作遥控的方法和装置。

在娱乐电子学方面，由语音操作的遥远控制变得越来越重要。一方面，由语音操作的遥控显著地提高了工效，即设备可以运行的方式的质量，另一方面，常常是首次使残疾人使用这些设备成为可能。

通常，语音操作的控制系统包括：把声音变换成电信号的送话器，信号处理装置，把电信号变换成字的语音检测器，及控制该系统的系统管理器。语音检测器本身以模式检测为基础；在此把每个口授命令同存储的信息作比较。

在这里，存在这样的问题，即如果用户的听觉环境遭受噪声，就是说如果有声音干扰，尤其是由于设备重放声音的结果，则语音检测器检测不了模式，因而不具有必要的差错免疫力。因此必须重复这些口头命令直至检测到这些命令。这就减少了音控系统的吸引力。在干扰非常严重的情况下，甚至完全不能进行由语音操作的控制。

本发明的目的是确定一种在对设备尤其是电子娱乐设备进行语音操作遥控时提高声音干扰免疫力的系统。

按照本发明的对经由至少一个扬声器发送音频信号的设备进行语音操作遥控的系统具有把语音命令变换成电信号的一个或多个送话器，及把该电信号变换成控制命令的语音检测单元，其原理在于送话器信号可由语音命令、音频信号和其他背景噪声组成，还在于提供一种声音补偿单元以通过模拟扬声器和送话器之间空间中的传输路径而在该送话器或这些送话器位置处估计由设备发出的音频信号并用这些信号修正送话器信号。结果，改进了对控制命令的检测，这又导致提高对语音操作遥控出错的免疫力，或者首要地实际上使语音操作的遥控能为可能。

在这里，最好最初把送话器信号送到声音补偿单元，然后把经过补偿的信号送到噪声抑制单元，在其中尽可能地消除背景噪声，然后把信号送到语音检测单元，在其中借助模式检测来检测命令。

在这里，可以把送话器集成在为以上目的而设的单元(如遥控系统)中；但是，也可以把一个或多个送话器集成在设备的机壳中。

尤其有益的是可从多个音频信号得到一个单一信号(monosignal)，并把它送到声音补偿单元，因为这可减少声音补偿单元的复杂程度。

声音补偿器的形式尤其最好是自适应NLMS-FIR(归一化最小均方-有限冲激响应)滤波器。这使得甚至在，例如，人员边说话边移动时声音的补偿也成为可能。

同样，如果存在各种扬声器信号，最好为各扬声器信号的每一个配备分别的自适应滤波器，因为这能进行更好的补偿。

最后，如果存在多个送话器，可将其排成阵列以便得到明显的方向特性。

下面结合附图描述本发明的各个示范性实施例。

图1表示具有集成在内的送话器和把各扬声器信号合成为单信号的遥控系统的语音操作控制系统；

图2是自适应声音补偿器的电路框图；

图3是用于抑制噪声的频谱相减装置的方框图；

图4表示具有集成在内的送话器但是不把各扬声器信号合成为单信号的遥控系统的语音操作控制系统；

图5表示具有多个集成在电视机壳内的送话器的语音操作控制系统。

图1表示按照本发明的语音操作控制系统。在此情况下，送话器MIC集成在遥控系统RCU中。这里的送话器可具有特定的方向特性(球形、心形、超心形)，使得尽可能只接受有用信号，即语音。遥控系统可以例如借助射频调制或经过电缆而用来控制电视机。除了别的部件外，集成在电视机TV中的还有二个扬声器L1和L2、单信号形成器MON、声音补偿器SCOMP、噪声抑制器NSUP和语音检测单元SREC。

送话器信号通常由空间中的有用信号、电视声音成份和其他噪声的组合组成。对送话器信号进行射频调制，将其发送到设备TV内并从那里送到声音补偿器SCOMP的第一输入端。把到达扬声器L1和L2的信号进行单一合成(monoformation)而获得的信号送到补偿器另一输入端(参考输入端或第二输入端)。然后声音补偿器模拟扬声器和送话器间空间中的传输路径。由于事先不知道各种信号成分的统计特征，所以应当采用自适应系统来进行这种模拟。

图2表示自适应声音补偿器的一种简单设计。送话器信号i送到第一输入端，送受话器(monophone)扬声器信号r经由另一输入端送到自适应滤波器AF。在自适应滤波器AF中估计在送话器处的扬声器信号并提供滤波后信号y。然后从通过第一输入端送来的送话器信号i中减去信号y，于是在输出端o提供减少了扬声器信号的信号e。该信号e又送到自适应滤波器AF。