一种智能音箱及信号处理方法技术

本申请公开了一种智能音箱及信号处理方法，涉及人工智能领域。所述智能音箱包括：DSP独立芯片、微控制器、网络组件、音频采集器和音频播放器；其中，音频采集器，采集周围环境中的声音信号，并将采集的声音信号发送至DSP独立芯片；DSP独立芯片，采用声音处理算法，对接收的声音信号进行处理；微控制器，根据接收的处理结果，通过网络组件向云端请求云端资源数据，并将云端资源数据传输至音频播放器；网络组件，建立微控制器与云端的通信连接；音频播放器，对接收的云端资源数据进行播放。本申请的方案能够简化智能音箱的本地设计，降低智能音箱的设计成本，节省计算资源。

【技术实现步骤摘要】
一种智能音箱及信号处理方法
本申请涉及计算机
，具体涉及人工智能领域，尤其涉及智能音箱的芯片结构技术。
技术介绍
随着智能终端技术的发展，智能终端的种类越来越多，智能终端的结构也越来越多样化。目前出现的智能音箱就是智能终端的一种具体体现。智能音箱基于中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)做核心运算处理的结构系统，实现用户的功能需求。但是，一方面，通过CPU做核心运算处理，需要智能音箱具有更大的内存以及更高的计算力，本地设计复杂；另一方面，对于智能终端从云端进行计算获取资源的方式，智能音箱的CPU做核心运算处理的结构系统造成了资源的浪费，以及设计成本高等问题。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种智能音箱及信号处理方法，能够简化智能音箱的本地设计。第一方面，本申请实施例提供了一种智能音箱，包括：DSP独立芯片、微控制器、网络组件、音频采集器和音频播放器；其中，DSP独立芯片分别与音频采集器和微控制器相连，微控制器分别与网络组件、存储器和音频播放器相连；音频采集器，用于采集周围环境中的声音信号，并将采集的声音信号发送至DSP独立芯片；DSP独立芯片，用于采用内置的声音处理算法，对接收的声音信号进行处理，并将处理结果传输至微控制器；微控制器，用于根据接收的处理结果，通过网络组件向云端请求云端资源数据，并将所述云端资源数据传输至音频播放器；网络组件，用于建立微控制器与云端的通信连接；音频播放器，用于对接收的云端资源数据进行播放。第二方面，本申请实施例还提供了一种智能音箱中的信号处理方法，包括：通过DSP独立芯片，采用内置的声音处理算法，对通过音频采集器接收的声音信号进行处理，并将处理结果传输至微控制器；通过微控制器，根据接收的处理结果，通过网络组件向云端请求云端资源数据，并将所述云端资源数据传输至音频播放器进行播放。本申请实施例提供的智能音箱，使用DSP独立芯片以及微控制器的共同配合实现了智能音箱内部的各种计算处理，通过DSP独立芯片采用内置的声音处理算法，对接收的声音信号进行处理，并将处理结果传输至微控制器，通过微控制器根据接收的处理结果，通过网络组件向云端请求云端资源数据，并通过网络组件将接收的云端资源数据传输至音频播放器进行播放，在保证智能音箱所需的各项计算功能的同时，最大程度的简化了智能音箱的本地设计，降低智能音箱的硬件成本，并节省了资源。应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。附图说明附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：图1是根据本申请第一实施例的一种智能音箱的结构示意图；图2是根据本申请第二实施例的一种智能音箱的结构示意图；图3是根据本申请第三实施例的一种智能音箱的结构示意图；图4是根据本申请第四实施例的一种智能音箱中的信号处理方法的流程示意图；图5是根据本申请第五实施例的一种智能音箱中的信号处理方法的流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。第一实施例图1是根据本申请第一实施例的一种智能音箱的结构示意图，本申请实施例适用于简化智能音箱本地设计的情况。具体的，如图1所示，该智能音箱包括：数字信号处理(DigitalSignalProcessor，DSP)独立芯片110、微控制器120、网络组件130、音频采集器150和音频播放器160。其中，DSP独立芯片110分别与音频采集器150和微控制器120相连，微控制器120分别与网络组件130和音频播放器160相连。在本申请的实施例中，音频采集器150，用于采集周围环境中的声音信号，并将采集的声音信号发送至DSP独立芯片110。其中，音频采集器150是用于采集声音信号的装置，例如，麦克风、话筒等。示例性的，可以通过麦克风或者话筒等装置对周围环境中的声音信号进行采集。声音信号可以是语音信号或者非语音信号。例如，语音信号可以是用户基于对智能音箱的功能需求输入的“小X，小X”、“讲故事”、“聊聊天”、或者“查天气”等唤醒智能音箱或者开启功能的语音信号；非语音信号可以是用户击掌、拍掌或者跺脚等唤醒智能音箱或者触发智能音箱功能变化的非语音信号。在本申请的实施例中，DSP独立芯片110，用于采用内置的声音处理算法，对接收的声音信号进行处理，并将处理结果传输至微控制器120。其中，DSP独立芯片110是指能够实现数字信号处理技术的芯片，例如，静态DSP芯片、定点DSP芯片、浮点DSP芯片、通用型DSP芯片或者专用型DSP芯片等。声音处理算法可以是识别声音的算法。声音处理算法可以是对声音信号进行的一些基础性的或者简单性的处理。例如，识别声音信号是否是需要唤醒智能音箱的操作，或者，声音信号是否是通过一些高频词汇，或者常见声音信号触发的改变智能音箱状态或者当前功能的操作。示例性的，通过“小X，小X”唤醒智能音箱，通过高频词汇“播放下一首”触发的改变当前功能，或者，通过拍掌声音触发的暂停智能音箱播放等。在该DSP独立芯片中，通过内置的声音处理算法，对声音信号进行一些基础性的或者简单性的处理，达到处理效率最大化和功耗最小化。在本申请的实施例中，微控制器120，用于根据接收的处理结果，通过网络组件130向云端请求云端资源数据，并将云端资源数据传输至音频播放器160。其中，微控制器120将CPU的频率和规格进行了缩减，减少了智能音箱的实现成本。云端资源数据可以是云端对声音信号进行处理(如自然语义处理、内容检索与分发、模型匹配等)生成的数据。云端资源数据可以是与用户的功能需求对应的数据，例如，用户需求是查询天气时，云端资源数据可以是与天气所对应的音频数据。处理结果可以是DSP独立芯片110对声音信号进行处理后的信号，例如，可以是对声音信号进行降噪处理后的声音信号，或者，对声音信号进行识别后的响应信号。示例性的，在智能音箱处于唤醒状态时，用户输入“请播放周杰伦的歌”声音信号。DSP独立芯片110可以确定这不是唤醒操作，不是高频词汇，也不是常见的声音信号。可以对“请播放周杰伦的歌”声音信号进行降噪处理，并将降噪后的“请播放周杰伦的歌”这一声音信号作为识别结果发送至微控制器120。微控制器120通过网络组件130将降噪后的“请播放周杰伦的歌”声音信号发送至云端，请求云端进行远程语音服务。云端生成“请播放周杰伦的歌”对应的云端资源数据，例如，青花瓷的音频数据。云端通过网络组件130将青花瓷的音频数据传输至微控制器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能音箱，包括：数字信号处理DSP独立芯片、微控制器、网络组件、音频采集器和音频播放器；/n其中，DSP独立芯片分别与音频采集器和微控制器相连，微控制器分别与网络组件和音频播放器相连；/n音频采集器，用于采集周围环境中的声音信号，并将采集的声音信号发送至DSP独立芯片；/nDSP独立芯片，用于采用内置的声音处理算法，对接收的声音信号进行处理，并将处理结果传输至微控制器；/n微控制器，用于根据接收的处理结果，通过网络组件向云端请求云端资源数据，并将所述云端资源数据传输至音频播放器；/n网络组件，用于建立微控制器与云端的通信连接；/n音频播放器，用于对接收的云端资源数据进行播放。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能音箱，包括：数字信号处理DSP独立芯片、微控制器、网络组件、音频采集器和音频播放器；
其中，DSP独立芯片分别与音频采集器和微控制器相连，微控制器分别与网络组件和音频播放器相连；
音频采集器，用于采集周围环境中的声音信号，并将采集的声音信号发送至DSP独立芯片；
DSP独立芯片，用于采用内置的声音处理算法，对接收的声音信号进行处理，并将处理结果传输至微控制器；
微控制器，用于根据接收的处理结果，通过网络组件向云端请求云端资源数据，并将所述云端资源数据传输至音频播放器；
网络组件，用于建立微控制器与云端的通信连接；
音频播放器，用于对接收的云端资源数据进行播放。


2.根据权利要求1所述的智能音箱，所述DSP独立芯片具体用于：
采用内置的声音处理算法，对接收的声音信号进行唤醒词识别，并将识别结果传输至微控制器。


3.根据权利要求2所述的智能音箱，还包括：存储器，所述存储器中存储有至少一项唤醒词；
其中，DSP独立芯片，具体用于：经由微控制器调取存储器中存储的至少一项唤醒词，并执行所述声音处理算法，以对所述声音信号进行下述处理：
对所述声音信号进行唤醒词识别；如果检测到所述声音信号中不包括唤醒词且智能音箱处于唤醒状态，则向微控制器发送所述声音信号；
其中，微控制器，具体用于：在接收到声音信号时，对所述声音信号进行至少一项本地计算；在确定本地计算结果满足云端处理条件时，将所述声音信号通过网络组件发送至云端，以向云端请求与所述声音信号匹配的云端资源数据。


4.根据权利要求3所述的智能音箱，所述存储器中还存储有与唤醒词匹配的至少一项响应语；
DSP独立芯片，还用于：在对所述声音信号进行唤醒词识别之后，如果检测到所述声音信号中包括唤醒词，则唤醒智能音箱，并向微控制器发送确认唤醒响应；
微控制器，还用于：在接收到确认唤醒响应时，从存储器中获取响应语传输至音频播放器；
音频播放器，还用于：对接收的响应语进行播放。


5.根据权利要求2所述的智能音箱，DSP独立芯片，还用于：
在对所述声音信号进行唤醒词识别之前，执行内置的声音处理算法，以对所述声音信号进行降噪处理。


6.根据权利要求4所述的智能音箱，其中，所述存储器中还存储有操作系统，以使DSP独立芯片和微控制器在所述操作系统中，执行信号处理操作；所述操作系统为实时系统。


7.根据权利要求1-6任一项所述的智能音箱，其中，所述微控制器和所述网络组件集成于同一片网络芯片内。


8.根据权利要求1-6任一项所述的智能音箱，其中，所述微控制器以及所述网络组件均集成于所述DSP独立芯片内。


9.根据权利要求1-6任一项所述的智能音箱，其中，所述微控制器集成于所述DSP独立芯片内，所述网络组件集成于一片网络芯片内。


10.根据权利要求1所述的智能音箱，其中，所述音频采集器包括：麦克风阵列以及与麦克风阵列相连的模数转换器；模数转换器的输出端与DSP独立芯片相连；
麦克风阵列，用于捕捉周围环境的模拟声音信号，并将模拟声音信...

【专利技术属性】
技术研发人员：权龙，
申请(专利权)人：百度在线网络技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11