[發明專利]基于邊緣AI芯片的聲音識別模塊及識別方法

有效

• 申請號: 202110573198.2
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113299319B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 舒劍波;楊昌軍;崔娜;裴智;謝康
• 申請（專利權）人: 華晨鑫源重慶汽車有限公司
• 主分類號: G10L25/51
• 分類號: G10L25/51;G10L25/72;G10L25/78;G10L15/22;G10L15/30;H04R1/40;G01S5/22
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 孫根

本發明公開了一種基于邊緣AI芯片的聲音識別模塊，包括PCB電路板，在PCB電路板上集成有邊緣AI芯片和多個數字式mic芯片，其中多個mic芯片位于以中心mic芯片為中心的同一圓周上，并繞該圓周均勻分布，且所述mic芯片與邊緣AI芯片連接，基于該聲音識別模塊，還公開了一種聲音識別方法，可實現聲源定位、波束形成、多語音識別，并且具有較強的抗干擾能力，同時具有邊緣識別以及聯網識別的優勢。

技術領域

本發明涉及聲音識別技術領域，具體涉及一種基于邊緣AI芯片的聲音識別模塊及識別方法。

背景技術

目前存在的語音識別手段雖然種類多，但是由于多數采用模擬分離原件或者采用集成固化的ASR單芯片，這些方式在可靠性與可擴展性以及智能化方面存在較大的不足。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：提供一種可實現聲源定位、波束形成、語音識別，并且具有較強的抗干擾能力，采用AI芯片使得模組同時具有邊緣識別以及聯網識別優勢的基于邊緣AI芯片的聲音識別模塊及識別方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

基于邊緣AI芯片的聲音識別模塊，包括PCB電路板，在PCB電路板上集成有邊緣AI芯片和數字式mic芯片，其中，所述mic芯片為多個，其包括一個中心mic芯片和多個外圍mic芯片，其中多個外圍mic芯片位于以中心mic芯片為中心的同一圓周上，并繞該圓周均勻分布，且所述mic芯片與邊緣AI芯片連接；在該PCB電路板上還集成有用于為各芯片供電的穩壓電路。

進一步的，所述mic芯片和邊緣AI芯片分設于PCB電路板的兩側板面上。

進一步的，還包括程序燒寫電路，所述程序燒寫電路包括依次連接的USB接口、USB轉串口芯片和燒寫觸發電路；所述燒寫觸發電路與邊緣AI芯片連接，用于控制對邊緣AI芯片寫入控制程序。

進一步的，所述mic芯片總數為7個，并通過數據總線與邊緣AI芯片連接。

進一步的，所述邊緣AI芯片具有WiFi通訊模塊。

一種基于邊緣AI芯片的聲音識別方法，包括所述聲音識別模塊，包括如下步驟，

1）初始化聲音識別模塊；

2）間隔設定時間依次輪詢mic芯片，并判斷mic芯片是否檢測到聲音信號；

3）如果無聲音信號，繼續輪詢下一mic芯片，重復步驟3-4；

4）如果有聲音信號，判斷聲音是否超過第一設定閾值；

5）如果該聲音超過第一設定閾值，記錄各個mic芯片的聲音信號的大小和對應的接收時間，利用三點法判斷聲音方向，并同時利用聲音與時間關系形成的聲場效果，計算得出聲音的位置移動情況，并將該結果上傳；否則繼續輪詢mic芯片；

6）如果聲音超過第二設定閾值，識別該聲音信號是否為喚醒口令，如果是喚醒口令，將該喚醒口令后的設定時間內的聲音信號打包上傳，并啟動語音識別庫識別該聲音信號；否則返回步驟5。

進一步的，步驟2中的輪詢間隔為100us；步驟6中的設定時間為3s。

進一步的，步驟5中三點法是對mic芯片的聲音信號從大到小進行排序，并記錄對應的接收時間，選取其中最大聲音信號的mic芯片以及與該mic芯片間隔最遠的兩個mic芯片，通過計算聲音信號到達該三個mic芯片的時間差，判斷聲音方向。

進一步的，步驟5中聲音的位置移動情況是通過mic芯片的聲音信號大小的實時排序與時間的關系得出。

進一步的，在步驟1與步驟2之間還包括啟動邊緣AI芯片的WiFi通訊模塊的步驟。