[實(shí)用新型]音頻交互系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720897711.2
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN207302639U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳祖忠;方小偉;章學(xué)紅;蔡雪陽;章鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 科大訊飛股份有限公司
• 主分類號: G11C11/00
• 分類號: G11C11/00;G10L15/26;G10L19/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種音頻交互系統(tǒng)，包括：音頻采集模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、WiFi模塊和音頻輸出模塊，其特征在于，還包括：現(xiàn)場可編程門陣列FPGA主板、信息存儲模塊；

所述信息存儲模塊，與所述FPGA主板相連，用于存儲所述FPGA主板工作所需的文件信息；

所述FPGA主板包括：與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連的可編程音頻處理電路、分別與所述信息存儲模塊和所述WiFi模塊相連的第一處理器、與所述第一處理器相連的第二處理器；

所述FPGA主板，分別與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊及所述WiFi模塊相連，用于對所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊傳輸?shù)脑家纛l數(shù)據(jù)進(jìn)行音頻處理形成目標(biāo)音頻數(shù)據(jù)；還用于基于獲得的相關(guān)文件信息在確定所述WiFi模塊的網(wǎng)絡(luò)狀況異常時離線識別所述目標(biāo)音頻數(shù)據(jù)，形成音頻識別文本，并獲得所述音頻識別文本的音頻應(yīng)答文本；

所述音頻輸出模塊，與所述FPGA主板相連，用于播放所述FPGA主板基于所述音頻應(yīng)答文本合成的應(yīng)答語音信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：上位機(jī)；

所述上位機(jī)，與所述FPGA主板相連，用于接收所述FPGA主板在網(wǎng)絡(luò)狀況異常時形成的音頻識別文本，生成音頻應(yīng)答文本和語音合成命令，并發(fā)送至所述FPGA主板，以使所述FPGA主板合成應(yīng)答語音信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA主板，包括：

單刀雙擲開關(guān)；

所述可編程音頻處理電路，用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的原始音頻數(shù)據(jù)，并進(jìn)行降噪、濾波和回聲消除處理形成目標(biāo)音頻數(shù)據(jù)；

所述單刀雙擲開關(guān)包括：輸入端、帶控制端口的開關(guān)片、第一輸出端和第二輸出端；所述輸入端與所述可編程音頻處理電路的輸出端相連，所述控制端口及所述第一輸出端均與所述第一處理器相連，所述第二輸出端與所述第二處理器相連，用于通過所述第一處理器對所述開關(guān)片的控制，控制所述目標(biāo)音頻數(shù)據(jù)的輸出流向；

所述第一處理器，用于根據(jù)獲取的相關(guān)文件信息判斷所述WiFi模塊的網(wǎng)絡(luò)狀況異常時，生成離線識別命令，并控制所述開關(guān)片與所述第二輸出端連通；

所述第二處理器，用于在接收到所述離線識別命令后對所述目標(biāo)音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行離線識別，生成音頻識別文本，并發(fā)送至所述第一處理器；

所述第一處理器，還與所述上位機(jī)及所述音頻輸出模塊相連，用于獲得所述上位機(jī)發(fā)送的音頻應(yīng)答文本和語音合成命令，并合成應(yīng)答語音信號傳輸至所述音頻輸出模塊播放。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：仿真下載器；

所述仿真下載器，通過所述FPGA主板上的編程端口與所述可編程音頻處理電路相連，用于向所述可編程音頻處理電路提供硬件升級所需的編程信息；

所述可編程音頻處理電路，用于根據(jù)所述編程信息進(jìn)行硬件電路升級，以在所述第二處理器對所述目標(biāo)音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行離線識別時，協(xié)助所述第二處理器進(jìn)行離線識別運(yùn)算。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：云端音頻識別模塊；

所述云端音頻識別模塊，與所述WiFi模塊相連，用于接收和識別所述第一處理器判斷所述WiFi模塊網(wǎng)絡(luò)狀況良好后發(fā)送的目標(biāo)音頻數(shù)據(jù)，并通過所述WiFi模塊向所述第一處理器發(fā)送所述目標(biāo)音頻數(shù)據(jù)的音頻應(yīng)答文本；

所述上位機(jī)，與所述云端音頻識別模塊建立通信連接，用于在接收到所述云端音頻識別模塊反饋的識別完成信息后，向所述第一處理器發(fā)送所述音頻應(yīng)答文本的語音合成命令，以使所述第一處理器合成應(yīng)答語音信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻采集模塊為麥克風(fēng)陣列；

所述音頻輸出模塊為揚(yáng)聲器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊通過I2S接口向所述FPGA主板傳輸所述原始音頻數(shù)據(jù)；

所述FPGA主板通過I2C接口控制所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的工作模式和/或采樣頻率。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信息存儲模塊為Nand Flash存儲器；

所述FPGA主板通過eMMC接口與所述Nand Flash存儲器相連。

9.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA主板通過第一串行通用總線USB接口與所述WiFi模塊相連；

所述FPGA主板通過第二USB接口與所述上位機(jī)相連。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述音頻輸出模塊播放的應(yīng)答語音信號經(jīng)過反饋電路后作為回聲消除參考信號；

所述音頻采集模塊采集的原始音頻信號包括用戶語音信號及所述回聲消除參考信號。