聲控開關(guān)控制方法、系統(tǒng)及聲控開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聲控開關(guān)控制方法、系統(tǒng)及聲控開關(guān)，其中，方法包括以下步驟：獲取多個(gè)音頻信號(hào)樣本，按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本進(jìn)行采樣，分別獲取各個(gè)音頻信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)的若干個(gè)樣本點(diǎn)；分別對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本的樣本點(diǎn)的幅度值進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)所述幅度值計(jì)算對(duì)應(yīng)音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率；將所述斜率與預(yù)存的參考斜率進(jìn)行比較，若所述斜率大于所述參考斜率，計(jì)算獲取各個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí)間差；若所述時(shí)間差滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間約束條件，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。所述聲控開關(guān)控制方法、系統(tǒng)及聲控開關(guān)能夠有效排除環(huán)境干擾，減少誤操作，節(jié)約電能。
【專利說明】
聲控開關(guān)控制方法、系統(tǒng)及聲控開關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種聲控開關(guān)控制方法、系統(tǒng)及聲控 開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002] 聲控開關(guān)是在特定環(huán)境光線下采用聲響效果激發(fā)拾音器進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換來控制用 電器的開啟，并經(jīng)過延時(shí)后能自動(dòng)斷開電源的節(jié)能電子開關(guān)。現(xiàn)有的對(duì)聲控開關(guān)的控制方 式一般包括兩種：
[0003] -種是當(dāng)聲音傳感器接收到聲音信號(hào)時(shí)，控制器即控制聲控開關(guān)動(dòng)作，使聲控開 關(guān)閉合，用電器通過閉合的聲控開關(guān)連接外部電源，外部電源對(duì)用電器供電。這種控制方式 容易受到外部環(huán)境的干擾，難以判斷聲音信號(hào)是噪聲還是有效控制信號(hào)，從而導(dǎo)致誤操作， 浪費(fèi)電能。
[0004] 另一種方式是當(dāng)聲音傳感器接收到聲音信號(hào)時(shí)，控制器先對(duì)聲音信號(hào)的節(jié)奏進(jìn)行 判斷，如果節(jié)奏符合預(yù)設(shè)條件，再控制聲控開關(guān)動(dòng)作。這種方式較前一種控制方式能夠一定 程度上減少誤操作，但是，這種方式依然難以有效判斷聲音信號(hào)是噪聲還是有效控制信號(hào)。 當(dāng)環(huán)境噪聲或干擾聲恰好發(fā)出接近預(yù)設(shè)條件的節(jié)奏聲時(shí)，依然容易導(dǎo)致誤操作，浪費(fèi)電能。
[0005] 綜上所述，現(xiàn)有的聲控開關(guān)的控制方式控制效果較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有的聲控開關(guān)的控制方式控制效果較差的問題，提供一種 聲控開關(guān)控制方法、系統(tǒng)及聲控開關(guān)。
[0007] -種聲控開關(guān)控制方法，包括以下步驟：
[0008] 獲取多個(gè)音頻信號(hào)樣本，按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本進(jìn)行采樣，分 別獲取各個(gè)音頻信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)的若干個(gè)樣本點(diǎn)；
[0009] 分別對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本的樣本點(diǎn)的幅度值進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)所述幅度值計(jì)算對(duì)應(yīng) 音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率；
[0010] 將所述斜率與預(yù)存的參考斜率進(jìn)行比較，若所述斜率大于所述參考斜率，計(jì)算獲 取各個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí)間差；
[0011]若所述時(shí)間差滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間約束條件，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。
[0012] -種聲控開關(guān)控制系統(tǒng)，包括：
[0013] 采樣模塊，用于獲取多個(gè)音頻信號(hào)樣本，按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣 本進(jìn)行采樣，分別獲取各個(gè)音頻信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)的若干個(gè)樣本點(diǎn)；
[0014] 幅值檢測(cè)模塊，用于分別對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本的樣本點(diǎn)的幅度值進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù) 所述幅度值計(jì)算對(duì)應(yīng)音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率；
[0015] 比較模塊，用于將所述斜率與預(yù)存的參考斜率進(jìn)行比較，若所述斜率大于所述參 考斜率，計(jì)算獲取各個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí)間差；
[0016] 控制模塊，用于若所述時(shí)間差滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間約束條件，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。
[0017] -種聲控開關(guān)，包括：
[0018] 傳聲器、檢波電路、微控制單元和電子開關(guān)；
[0019] 所述傳聲器的輸出端與所述檢波電路的輸入端相連接，所述檢波電路的輸出端與 所述微控制單元的輸入端相連接，所述微控制單元的輸出端與所述電子開關(guān)相連接；
[0020] 所述傳聲器從周圍環(huán)境獲取多個(gè)音頻信號(hào)樣本并輸出至所述檢波電路；
[0021] 所述檢波電路將所述音頻信號(hào)樣本轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，并輸出至所述微控制單元；
[0022] 所述微控制單元按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本進(jìn)行采樣，分別獲取各 個(gè)音頻信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)的若干個(gè)樣本點(diǎn)，分別對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本的樣本點(diǎn)的幅度值進(jìn)行檢 測(cè)，根據(jù)所述幅度值計(jì)算對(duì)應(yīng)音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率，將所述斜率與預(yù)存的 參考斜率進(jìn)行比較，若所述斜率大于所述參考斜率，計(jì)算獲取各個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí) 間差，并當(dāng)所述時(shí)間差滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間約束條件時(shí)，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。
[0023] 上述聲控開關(guān)控制方法、系統(tǒng)及聲控開關(guān)，首先對(duì)聲音信號(hào)的幅度的斜率進(jìn)行檢 測(cè)，當(dāng)斜率符合預(yù)設(shè)條件時(shí)，初步判定該聲音信號(hào)為控制信號(hào)，再進(jìn)一步對(duì)聲音信號(hào)的節(jié)奏 進(jìn)行判斷，若節(jié)奏也符合預(yù)設(shè)條件，才最終判定該聲音信號(hào)為控制聲控開關(guān)的控制信號(hào)，并 根據(jù)該聲音信號(hào)控制聲控開關(guān)動(dòng)作。上述聲控開關(guān)控制方法、系統(tǒng)及聲控開關(guān)，能夠有效排 除環(huán)境干擾，減少誤操作，節(jié)約電能。
【附圖說明】
[0024] 圖1為一個(gè)實(shí)施例的聲控開關(guān)控制方法流程圖；
[0025] 圖2為一個(gè)實(shí)施例的掌聲和說話聲的對(duì)比圖；
[0026] 圖3為一個(gè)實(shí)施例的連續(xù)噪聲和間歇噪聲的示意圖；
[0027] 圖4為一個(gè)實(shí)施例的掌聲判斷方法流程圖；
[0028] 圖5為一個(gè)實(shí)施例的兩快一慢或兩慢一快的判定方法流程圖；
[0029] 圖6為一個(gè)實(shí)施例的聲控開關(guān)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0030]圖7為一個(gè)實(shí)施例的聲控開關(guān)的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的聲控開關(guān)控制方法、系統(tǒng)及聲控開關(guān)的實(shí)施例進(jìn)行說 明。
[0032] 圖1為一個(gè)實(shí)施例的聲控開關(guān)控制方法流程圖。如圖1所示，所述聲控開關(guān)控制方 法可包括以下步驟：
[0033] S1，獲取多個(gè)音頻信號(hào)樣本，按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本進(jìn)行采樣， 分別獲取各個(gè)音頻信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)的若干個(gè)樣本點(diǎn)；
[0034] 在本步驟中，所述音頻信號(hào)樣本中可以包括對(duì)聲控開關(guān)進(jìn)行控制的控制信號(hào)，還 可以包括噪聲(例如，鼓掌產(chǎn)生的掌聲噪聲，以及說話產(chǎn)生的說話噪聲）。所述控制信號(hào)可以 是掌聲或者具有某種特定屬性的聲音信號(hào)，例如，有節(jié)奏的敲打聲。為了便于說明，下面以 控制信號(hào)是掌聲為例對(duì)本發(fā)明的方案進(jìn)行闡述。當(dāng)所述音頻信號(hào)樣本為掌聲時(shí)，每個(gè)音頻 信號(hào)樣本可表不一聲掌聲。
[0035]可以按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本進(jìn)行采樣，例如，可以每隔5ms對(duì)所 述音頻信號(hào)樣本進(jìn)行一次采樣。采樣所得的樣本點(diǎn)的個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，例如，可 以取30個(gè)樣本點(diǎn)。
[0036] S2,分別對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本的樣本點(diǎn)的幅度值進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)所述幅度值計(jì)算 對(duì)應(yīng)音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率；
[0037]由于音頻信號(hào)樣本中除了掌聲之外，還可能包括噪聲和干擾，因此，可首先對(duì)所述 音頻信號(hào)樣本的類型進(jìn)行判斷?？梢愿鶕?jù)掌聲和說話聲等噪聲的特征來判斷所述音頻信號(hào) 樣本屬于掌聲還是說話聲。掌聲和說話聲的特征如圖2所示。從圖2可以看出，掌聲和說話聲 有以下區(qū)別：
[0038] (1)斜率:掌聲的斜率明顯大于說話聲；
[0039] (2)穩(wěn)定性:掌聲的穩(wěn)定性較好，所以通過判斷聲音是否有波動(dòng)，也可以區(qū)分；
[0040] (3)時(shí)間：同一幅度下，掌聲持續(xù)的時(shí)間會(huì)比說話聲持續(xù)的時(shí)間短。
[0041] 因此，可以檢測(cè)音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率。具體地，可以根據(jù)以下方式 計(jì)算所述斜率：
[0043]式中，x[j]和x[i]分別為音頻信號(hào)樣本中的第j個(gè)樣本點(diǎn)和第i個(gè)樣本點(diǎn)的幅值， A t為相鄰兩個(gè)樣本點(diǎn)之間的采樣時(shí)間間隔，k為幅度的斜率。
[0044]例如，可以根據(jù)音頻信號(hào)樣本中第5個(gè)樣本點(diǎn)和第3個(gè)樣本點(diǎn)的幅值計(jì)算所述斜 率。在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理分析，第1個(gè)點(diǎn)和第2個(gè)點(diǎn)可能處在不穩(wěn)定階段，在小幅度 (聲音比較小)情況下第6個(gè)點(diǎn)、第7個(gè)點(diǎn)有可能已經(jīng)超過最大值，這樣就不能用作前面計(jì)算 斜率的點(diǎn)了，因此，通過計(jì)算第5個(gè)樣本點(diǎn)和第3個(gè)樣本點(diǎn)之間的斜率可以較為精確地反映 聲音樣本的斜率。另外，還可以計(jì)算多個(gè)斜率值求平均值，比如算第3個(gè)樣本點(diǎn)和第4個(gè)樣本 點(diǎn)的斜率，并計(jì)算第4個(gè)樣本點(diǎn)和第5個(gè)樣本點(diǎn)的斜率，然后求平均值。假設(shè)采樣間隔為5ms， 則上述斜率為：
[0046] 為了進(jìn)一步提高檢測(cè)精確度，還可以進(jìn)一步根據(jù)音頻信號(hào)樣本的波動(dòng)性判斷音頻 信號(hào)樣本是否為掌聲。具體地，可以計(jì)算所述音頻信號(hào)樣本中各個(gè)樣本點(diǎn)的幅值，若所述幅 值在最大幅值前單調(diào)遞增，在最大幅值后單調(diào)遞減，則說明所述音頻信號(hào)樣本為掌聲；否 貝1J，說明所述音頻信號(hào)樣本為說話聲或環(huán)境噪聲。
[0047] 為了進(jìn)一步提高檢測(cè)精確度，還可以進(jìn)一步根據(jù)音頻信號(hào)樣本中聲音的持續(xù)時(shí)間 判斷音頻信號(hào)樣本是否為掌聲。例如，掌聲一般讀取1〇〇個(gè)樣本點(diǎn)后，后續(xù)讀取的樣本點(diǎn)已 經(jīng)遞減到〇,而說話聲則可能在讀取150個(gè)樣本點(diǎn)之后遞減到0。具體地，可以計(jì)算所述音頻 信號(hào)樣本中幅值小于預(yù)設(shè)的幅度閾值的樣本點(diǎn)的數(shù)量，若所述數(shù)量大于預(yù)設(shè)的數(shù)量閾值， 則說明所述音頻信號(hào)樣本為掌聲;否則，說明所述音頻信號(hào)樣本為說話聲或環(huán)境噪聲。
[0048] 另外，當(dāng)環(huán)境噪聲較大，而掌聲較小時(shí)，可能導(dǎo)致無法分辨出掌聲。因此，還可以進(jìn) 一步將掌聲幅度與噪音幅度作比較，以區(qū)分有效掌聲和無效掌聲。當(dāng)掌聲幅度大于噪聲幅 度時(shí)，可以認(rèn)為掌聲是有效掌聲，反之，可以認(rèn)為掌聲是無效掌聲。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將 噪聲分為持續(xù)噪聲和間歇噪聲，如圖3所示。持續(xù)噪聲指的是一些比較連續(xù)的噪聲，比如放 音樂、連續(xù)敲鼓或鼓掌等聲音;間歇噪聲是指一些沒有規(guī)律、但又時(shí)不時(shí)會(huì)發(fā)出的聲音。 [0049]對(duì)掌聲進(jìn)行判定的具體方式如圖4所示。圖中Y表示符合條件，N表示不符合條件。 例如，判斷斜率時(shí)，Y表示音頻信號(hào)樣本的斜率大于參考斜率。
[0050] S3,將所述斜率與預(yù)存的參考斜率進(jìn)行比較，若所述斜率大于所述參考斜率，計(jì)算 獲取各個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí)間差；
[0051] 在步驟S2計(jì)算出所述音頻信號(hào)樣本的斜率之后，可以將所述斜率與預(yù)存的參考斜 率進(jìn)行比較。根據(jù)圖2可知，掌聲的斜率一般大于說話聲，因此，可以將參考斜率設(shè)為小于掌 聲斜率，且大于說話聲斜率的值。若計(jì)算出的所述音頻信號(hào)樣本的斜率大于該參考斜率，則 可以判定所述音頻信號(hào)樣本為掌聲，并開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行檢測(cè)。
[0052] 若步驟S2中進(jìn)一步檢測(cè)了音頻信號(hào)樣本的波動(dòng)性，還可以在根據(jù)波動(dòng)性判定所述 音頻信號(hào)樣本為掌聲后，開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行檢測(cè)。
[0053]同樣地，若步驟S2中進(jìn)一步檢測(cè)了音頻信號(hào)樣本的持續(xù)時(shí)間，還可以在根據(jù)持續(xù) 時(shí)間判定所述音頻信號(hào)樣本為掌聲后，開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行檢測(cè)。
[0054]同樣地，若步驟S2中進(jìn)一步檢測(cè)了音頻信號(hào)樣本的幅值，還可以在根據(jù)幅值判定 所述音頻信號(hào)樣本為掌聲后，開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行檢測(cè)。
[0055] 其中，所述節(jié)奏可以看作是每一聲掌聲之間的時(shí)間間隔。因此，可以記錄每次檢測(cè) 到掌聲響起的時(shí)間，并計(jì)算相鄰掌聲響起的時(shí)間間隔，所述時(shí)間間隔即為獲取各個(gè)相鄰音 頻信號(hào)樣本的時(shí)間差。
[0056] S4,若所述時(shí)間差滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間約束條件，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。
[0057] 在本步驟中，可以根據(jù)步驟S2中的時(shí)間差進(jìn)一步判斷所述音頻信號(hào)樣本是否為掌 聲。具體地，可以根據(jù)所述時(shí)間差生成時(shí)間向量，分別將所述時(shí)間向量中各個(gè)元素與預(yù)存的 參考時(shí)間向量中對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比較，若所述時(shí)間向量中各個(gè)元素與所述參考時(shí)間向量中對(duì) 應(yīng)元素的差值均小于預(yù)設(shè)的差值閾值，且所述時(shí)間向量的維度與所述參考時(shí)間向量的維度 相同，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。
[0058]由于掌聲是間歇的，因此，在生成時(shí)間向量之前，還可以進(jìn)一步將所述時(shí)間差與預(yù) 設(shè)的時(shí)間閾值進(jìn)行比較。若所述時(shí)間差大于所述時(shí)間閾值，則說明各個(gè)音頻信號(hào)樣本是離 散生成的，從而可以根據(jù)所述時(shí)間差生成時(shí)間向量。若所述時(shí)間差小于或等于所述時(shí)間閾 值，則說明各個(gè)音頻信號(hào)樣本是連續(xù)生成的，從而可以判斷音頻信號(hào)樣本不符合條件。
[0059] 例如，當(dāng)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏滿足兩快一慢或兩慢一快時(shí)，判定符合預(yù)設(shè)的 節(jié)奏條件。
[0060] 兩快一慢：
[0061 ] 第一聲掌聲與第二聲掌聲的間隔時(shí)間XI:大于100ms且小于600ms，記錄時(shí)間為XI; [0062] 第二聲掌聲與第三聲掌聲間隔時(shí)間X2:大于XI的1.4倍，小于2.5倍XI，記錄時(shí)間為 X2；
[0063] 等待間隔時(shí)間X3(X3可以是Is或其他時(shí)間間隔），檢測(cè)是否會(huì)出現(xiàn)第4聲，若沒有， 則控制聲控開關(guān)動(dòng)作，否則認(rèn)為不符合節(jié)奏。
[0064] 兩慢一快：
[0065] 第一聲掌聲與第二聲掌聲間隔時(shí)間XI:大于250ms且小于1000ms，記錄時(shí)間為XI;
[0066] 第二聲掌聲與第三聲掌聲間隔時(shí)間X2:大于100ms且小于XI的0.5倍，記錄時(shí)間為 X2；
[0067] 等待間隔時(shí)間X3(X3可以是Is或其他時(shí)間間隔），檢測(cè)是否會(huì)出現(xiàn)第4聲，若沒有， 則控制聲控開關(guān)動(dòng)作，否則認(rèn)為不符合節(jié)奏。
[0068] 兩快一慢或兩慢一快的判定方法如圖5所示。在圖5中，若當(dāng)前為第一聲掌聲，則開 始計(jì)時(shí)，當(dāng)收到第二聲掌聲時(shí)，計(jì)算與收到第一聲掌聲時(shí)的時(shí)間差XI，并計(jì)時(shí)，當(dāng)收到第三 聲掌聲時(shí)，計(jì)算與收到第二聲掌聲時(shí)的時(shí)間差X2,并計(jì)時(shí)，若又間隔時(shí)間X3后收到第四聲掌 聲，判定不符合節(jié)奏，消除之前收到的三聲節(jié)奏，若間隔時(shí)間X3后未收到第四聲掌聲，判定 符合節(jié)奏。
[0069] 上述根據(jù)3聲節(jié)奏的掌聲控制聲控開關(guān)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。在實(shí)際應(yīng)用中， 掌聲節(jié)奏也可以設(shè)置為其他值，例如，4聲或5聲。但是，掌聲節(jié)奏太多，一方面時(shí)延較長(zhǎng)，另 一方面控制過程較為繁瑣，容易影響用戶體驗(yàn)。
[0070] 可以設(shè)置更新時(shí)間，對(duì)所述噪聲進(jìn)行更新。例如，持續(xù)噪聲變化情況較多，可以將 持續(xù)噪聲的更新時(shí)間設(shè)置為3秒；間歇噪聲變化較小，可以將間歇噪聲的更新時(shí)間設(shè)置為6 秒。也可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置其他更新時(shí)間。
[0071] 在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)沒有掌聲或者掌聲不符合節(jié)奏的時(shí)候，可以開始噪聲更新程 序。進(jìn)入噪聲更新程序后，首先可以判斷聲音信號(hào)樣本是掌聲噪聲還是說話噪聲，再判斷不 同的次數(shù)來定義持續(xù)噪聲還是間歇噪聲。一般，在同一時(shí)間段內(nèi)，持續(xù)噪聲產(chǎn)生噪聲的次數(shù) 會(huì)大于間歇噪聲產(chǎn)生噪聲的次數(shù)。有噪聲的時(shí)候，噪聲值會(huì)增加，聲控開關(guān)的靈敏度就會(huì)降 低。為了聲控開關(guān)的保持靈敏度，可以設(shè)定當(dāng)掌聲噪聲或說話噪聲超過一定次數(shù)才記錄噪 聲值。記錄噪聲值之后，可以判斷噪聲是持續(xù)噪聲還是間歇噪聲，可以分別為持續(xù)噪聲和間 歇噪聲設(shè)置不同的更新時(shí)間，例如，可以將持續(xù)噪聲的更新時(shí)間設(shè)置為3秒，將間歇噪聲的 更新時(shí)間設(shè)置為6秒。若噪聲為持續(xù)噪聲，且連續(xù)3秒檢測(cè)到無噪聲時(shí)，可以清除所述持續(xù)噪 聲;類似地，若噪聲為間歇噪聲，且連續(xù)6秒檢測(cè)到無噪聲時(shí)，可以清除所述間歇噪聲。若噪 聲為持續(xù)噪聲，且3秒內(nèi)檢測(cè)到有噪聲時(shí)，可以根據(jù)噪聲的最大值對(duì)噪聲進(jìn)行更新;類似地， 若噪聲為間歇噪聲，且6秒內(nèi)檢測(cè)到有噪聲時(shí)，可以根據(jù)噪聲的最大值對(duì)噪聲進(jìn)行更新。
[0072] 更新時(shí)間也可以設(shè)置為其他值，經(jīng)過試驗(yàn)可知，若更新時(shí)間太短，則讀取的數(shù)據(jù)量 較少，更新的值準(zhǔn)確性較差;若更新時(shí)間太長(zhǎng)，則可能影響體驗(yàn)感。當(dāng)更新時(shí)間取上述值時(shí)， 既能夠保證準(zhǔn)確性，又能夠保證體驗(yàn)感。
[0073] 若所述幅度的斜率小于或等于所述參考斜率，或者所述時(shí)間向量中存在至少一個(gè) 元素與所述參考時(shí)間向量中對(duì)應(yīng)元素的差值均大于或等于預(yù)設(shè)的差值閾值，或者所述時(shí)間 向量的維度與所述參考時(shí)間向量的維度不相同，從而可以判斷音頻信號(hào)樣本不符合條件， 可以清空所述音頻信號(hào)樣本。
[0074] 本發(fā)明的聲控開關(guān)可以用于房間、客廳、會(huì)議室等場(chǎng)所，抗干擾能力強(qiáng)，能夠有效 區(qū)分掌聲、說話聲等噪聲和干擾。
[0075] 在一個(gè)實(shí)施例中，還可以設(shè)置對(duì)所述聲控開關(guān)進(jìn)行控制的按鍵。所述按鍵可以由 用戶認(rèn)為操作。用戶可以通過按下所述按鍵的方式直接控制所述聲控開關(guān)動(dòng)作，無需發(fā)動(dòng) 掌聲控制。
[0076]與上述聲控開關(guān)控制方法相對(duì)應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種聲控開關(guān)控制系統(tǒng)。如圖6 所示，所述聲控開關(guān)控制系統(tǒng)可包括：
[0077] 采樣模塊10,用于獲取多個(gè)音頻信號(hào)樣本，按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào) 樣本進(jìn)行采樣，分別獲取各個(gè)音頻信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)的若干個(gè)樣本點(diǎn)；
[0078] 所述音頻信號(hào)樣本中可以包括對(duì)聲控開關(guān)進(jìn)行控制的控制信號(hào)，還可以包括噪聲 (例如，鼓掌產(chǎn)生的掌聲噪聲，以及說話產(chǎn)生的說話噪聲）。所述控制信號(hào)可以是掌聲或者具 有某種特定屬性的聲音信號(hào)，例如，有節(jié)奏的敲打聲。為了便于說明，下面以控制信號(hào)是掌 聲為例對(duì)本發(fā)明的方案進(jìn)行闡述。當(dāng)所述音頻信號(hào)樣本為掌聲時(shí)，每個(gè)音頻信號(hào)樣本可表 不一聲掌聲。
[0079] 可以按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本進(jìn)行采樣，例如，可以每隔5ms對(duì)所 述音頻信號(hào)樣本進(jìn)行一次采樣。采樣所得的樣本點(diǎn)的個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，例如，可 以取30個(gè)樣本點(diǎn)。
[0080] 幅值檢測(cè)模塊20,用于分別對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本的樣本點(diǎn)的幅度值進(jìn)行檢測(cè)，根 據(jù)所述幅度值計(jì)算對(duì)應(yīng)音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率；
[0081] 由于音頻信號(hào)樣本中除了掌聲之外，還可能包括噪聲和干擾，因此，可首先對(duì)所述 音頻信號(hào)樣本的類型進(jìn)行判斷。可以根據(jù)掌聲和說話聲等噪聲的特征來判斷所述音頻信號(hào) 樣本屬于掌聲還是說話聲。掌聲和說話聲的特征如圖2所示。從圖2可以看出，掌聲和說話聲 有以下區(qū)別：
[0082] (1)斜率:掌聲的斜率明顯大于說話聲；
[0083] (2)穩(wěn)定性:掌聲的穩(wěn)定性較好，所以通過判斷聲音是否有波動(dòng)，也可以區(qū)分；
[0084] (3)時(shí)間：同一幅度下，掌聲持續(xù)的時(shí)間會(huì)比說話聲持續(xù)的時(shí)間短。
[0085] 因此，可以檢測(cè)音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率。具體地，可以根據(jù)以下方式 計(jì)算所述斜率：
[0087] 式中，x[j]和x[i]分別為音頻信號(hào)樣本中的第j個(gè)樣本點(diǎn)和第i個(gè)樣本點(diǎn)的幅值， A t為相鄰兩個(gè)樣本點(diǎn)之間的采樣時(shí)間間隔，k為幅度的斜率。
[0088] 例如，可以根據(jù)音頻信號(hào)樣本中第5個(gè)樣本點(diǎn)和第3個(gè)樣本點(diǎn)的幅值計(jì)算所述斜 率。在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理分析，第1個(gè)點(diǎn)和第2個(gè)點(diǎn)可能處在不穩(wěn)定階段，在小幅度 (聲音比較小)情況下第6個(gè)點(diǎn)、第7個(gè)點(diǎn)有可能已經(jīng)超過最大值，這樣就不能用作前面計(jì)算 斜率的點(diǎn)了，因此，通過計(jì)算第5個(gè)樣本點(diǎn)和第3個(gè)樣本點(diǎn)之間的斜率可以較為精確地反映 聲音樣本的斜率。另外，還可以計(jì)算多個(gè)斜率值求平均值，比如算第3個(gè)樣本點(diǎn)和第4個(gè)樣本 點(diǎn)的斜率，并計(jì)算第4個(gè)樣本點(diǎn)和第5個(gè)樣本點(diǎn)的斜率，然后求平均值。假設(shè)采樣間隔為5ms， 則上述斜率為：
[0090]為了進(jìn)一步提高檢測(cè)精確度，還可以進(jìn)一步根據(jù)音頻信號(hào)樣本的波動(dòng)性判斷音頻 信號(hào)樣本是否為掌聲。具體地，可以計(jì)算所述音頻信號(hào)樣本中各個(gè)樣本點(diǎn)的幅值，若所述幅 值在最大幅值前單調(diào)遞增，在最大幅值后單調(diào)遞減，則說明所述音頻信號(hào)樣本為掌聲；否 貝1J，說明所述音頻信號(hào)樣本為說話聲或環(huán)境噪聲。
[0091] 為了進(jìn)一步提高檢測(cè)精確度，還可以進(jìn)一步根據(jù)音頻信號(hào)樣本中聲音的持續(xù)時(shí)間 判斷音頻信號(hào)樣本是否為掌聲。例如，掌聲一般讀取100個(gè)樣本點(diǎn)后，后續(xù)讀取的樣本點(diǎn)已 經(jīng)遞減到0,而說話聲則可能在讀取150個(gè)樣本點(diǎn)之后遞減到0。具體地，可以計(jì)算所述音頻 信號(hào)樣本中幅值小于預(yù)設(shè)的幅度閾值的樣本點(diǎn)的數(shù)量，若所述數(shù)量大于預(yù)設(shè)的數(shù)量閾值， 則說明所述音頻信號(hào)樣本為掌聲;否則，說明所述音頻信號(hào)樣本為說話聲或環(huán)境噪聲。
[0092] 另外，當(dāng)環(huán)境噪聲較大，而掌聲較小時(shí)，可能導(dǎo)致無法分辨出掌聲。因此，還可以進(jìn) 一步將掌聲幅度與噪音幅度作比較，以區(qū)分有效掌聲和無效掌聲。當(dāng)掌聲幅度大于噪聲幅 度時(shí)，可以認(rèn)為掌聲是有效掌聲，反之，可以認(rèn)為掌聲是無效掌聲。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將 噪聲分為持續(xù)噪聲和間歇噪聲，如圖3所示。持續(xù)噪聲指的是一些比較連續(xù)的噪聲，比如放 音樂、連續(xù)敲鼓或鼓掌等聲音;間歇噪聲是指一些沒有規(guī)律、但又時(shí)不時(shí)會(huì)發(fā)出的聲音。
[0093] 對(duì)掌聲進(jìn)行判定的具體方式如圖4所示。
[0094]比較模塊30,用于將所述斜率與預(yù)存的參考斜率進(jìn)行比較，若所述斜率大于所述 參考斜率，計(jì)算獲取各個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí)間差；
[0095] 在計(jì)算出所述音頻信號(hào)樣本的斜率之后，可以將所述斜率與預(yù)存的參考斜率進(jìn)行 比較。根據(jù)圖2可知，掌聲的斜率一般大于說話聲，因此，可以將參考斜率設(shè)為小于掌聲斜 率，且大于說話聲斜率的值。若計(jì)算出的所述音頻信號(hào)樣本的斜率大于該參考斜率，則可以 判定所述音頻信號(hào)樣本為掌聲，并開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行檢測(cè)。
[0096] 若進(jìn)一步檢測(cè)了音頻信號(hào)樣本的波動(dòng)性，還可以在根據(jù)波動(dòng)性判定所述音頻信號(hào) 樣本為掌聲后，開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行檢測(cè)。
[0097] 同樣地，若進(jìn)一步檢測(cè)了音頻信號(hào)樣本的持續(xù)時(shí)間，還可以在根據(jù)持續(xù)時(shí)間判定 所述音頻信號(hào)樣本為掌聲后，開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行檢測(cè)。
[0098] 同樣地，若進(jìn)一步檢測(cè)了音頻信號(hào)樣本的幅值，還可以在根據(jù)幅值判定所述音頻 信號(hào)樣本為掌聲后，開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行檢測(cè)。
[0099] 其中，所述節(jié)奏可以看作是每一聲掌聲之間的時(shí)間間隔。因此，可以記錄每次檢測(cè) 到掌聲響起的時(shí)間，并計(jì)算相鄰掌聲響起的時(shí)間間隔，所述時(shí)間間隔即為獲取各個(gè)相鄰音 頻信號(hào)樣本的時(shí)間差。
[0100] 控制模塊40,用于若所述時(shí)間差滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間約束條件，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。
[0101] 在本步驟中，可以根據(jù)時(shí)間差進(jìn)一步判斷所述音頻信號(hào)樣本是否為掌聲。具體地， 可以根據(jù)所述時(shí)間差生成時(shí)間向量，分別將所述時(shí)間向量中各個(gè)元素與預(yù)存的參考時(shí)間向 量中對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比較，若所述時(shí)間向量中各個(gè)元素與所述參考時(shí)間向量中對(duì)應(yīng)元素的差 值均小于預(yù)設(shè)的差值閾值，且所述時(shí)間向量的維度與所述參考時(shí)間向量的維度相同，控制 聲控開關(guān)動(dòng)作。
[0102] 由于掌聲是間歇的，因此，在生成時(shí)間向量之前，還可以進(jìn)一步將所述時(shí)間差與預(yù) 設(shè)的時(shí)間閾值進(jìn)行比較。若所述時(shí)間差大于所述時(shí)間閾值，則說明各個(gè)音頻信號(hào)樣本是離 散生成的，從而可以根據(jù)所述時(shí)間差生成時(shí)間向量。若所述時(shí)間差小于或等于所述時(shí)間閾 值，則說明各個(gè)音頻信號(hào)樣本是連續(xù)生成的，從而可以判斷音頻信號(hào)樣本不符合條件。
[0103] 例如，當(dāng)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏滿足兩快一慢或兩慢一快時(shí)，判定符合預(yù)設(shè)的 節(jié)奏條件。
[0104] 兩快一慢：
[0105] 第一聲掌聲與第二聲掌聲的間隔時(shí)間XI:大于100ms且小于600ms，記錄時(shí)間為XI; [0106] 第二聲掌聲與第三聲掌聲間隔時(shí)間X2:大于XI的1.4倍，小于2.5倍XI，記錄時(shí)間為 X2；
[0107] 等待間隔時(shí)間X3(X3可以是Is或其他時(shí)間間隔），檢測(cè)是否會(huì)出現(xiàn)第4聲，若沒有， 則控制聲控開關(guān)動(dòng)作，否則認(rèn)為不符合節(jié)奏。
[0108] 兩慢一快：
[0109] 第一聲掌聲與第二聲掌聲間隔時(shí)間XI:大于250ms且小于1000ms，記錄時(shí)間為XI; [0110] 第二聲掌聲與第三聲掌聲間隔時(shí)間X2:大于100ms且小于XI的0.5倍，記錄時(shí)間為 X2；
[0111]等待間隔時(shí)間X3(X3可以是Is或其他時(shí)間間隔），檢測(cè)是否會(huì)出現(xiàn)第4聲，若沒有， 則控制聲控開關(guān)動(dòng)作，否則認(rèn)為不符合節(jié)奏。
[0112]兩快一慢或兩慢一快的判定方法如圖5所示。
[0113] 上述根據(jù)3聲節(jié)奏的掌聲控制聲控開關(guān)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。在實(shí)際應(yīng)用中， 掌聲節(jié)奏也可以設(shè)置為其他值，例如，4聲或5聲。但是，掌聲節(jié)奏太多，一方面時(shí)延較長(zhǎng)，另 一方面控制過程較為繁瑣，容易影響用戶體驗(yàn)。
[0114] 可以設(shè)置更新時(shí)間，對(duì)所述噪聲進(jìn)行更新。例如，持續(xù)噪聲變化情況較多，可以將 持續(xù)噪聲的更新時(shí)間設(shè)置為3秒；間歇噪聲變化較小，可以將間歇噪聲的更新時(shí)間設(shè)置為6 秒。也可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置其他更新時(shí)間。
[0115] 在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)沒有掌聲或者掌聲不符合節(jié)奏的時(shí)候，可以開始噪聲更新程 序。進(jìn)入噪聲更新程序后，首先可以判斷聲音信號(hào)樣本是掌聲噪聲還是說話噪聲，再判斷不 同的次數(shù)來定義持續(xù)噪聲還是間歇噪聲。一般，在同一時(shí)間段內(nèi)，持續(xù)噪聲產(chǎn)生噪聲的次數(shù) 會(huì)大于間歇噪聲產(chǎn)生噪聲的次數(shù)。有噪聲的時(shí)候，噪聲值會(huì)增加，聲控開關(guān)的靈敏度就會(huì)降 低。為了保持聲控開關(guān)的靈敏度，可以設(shè)定當(dāng)掌聲噪聲或說話噪聲超過一定次數(shù)才記錄噪 聲值。記錄噪聲值之后，可以判斷噪聲是持續(xù)噪聲還是間歇噪聲，可以分別為持續(xù)噪聲和間 歇噪聲設(shè)置不同的更新時(shí)間，例如，可以將持續(xù)噪聲的更新時(shí)間設(shè)置為3秒，將間歇噪聲的 更新時(shí)間設(shè)置為6秒。若噪聲為持續(xù)噪聲，且連續(xù)3秒檢測(cè)到無噪聲時(shí)，可以清除所述持續(xù)噪 聲;類似地，若噪聲為間歇噪聲，且連續(xù)6秒檢測(cè)到無噪聲時(shí)，可以清除所述間歇噪聲。若噪 聲為持續(xù)噪聲，且3秒內(nèi)檢測(cè)到有噪聲時(shí)，可以根據(jù)噪聲的最大值對(duì)噪聲進(jìn)行更新;類似地， 若噪聲為間歇噪聲，且6秒內(nèi)檢測(cè)到有噪聲時(shí)，可以根據(jù)噪聲的最大值對(duì)噪聲進(jìn)行更新。
[0116] 更新時(shí)間也可以設(shè)置為其他值，經(jīng)過試驗(yàn)可知，若更新時(shí)間太短，則讀取的數(shù)據(jù)量 較少，更新的值準(zhǔn)確性較差;若更新時(shí)間太長(zhǎng)，則可能影響體驗(yàn)感。當(dāng)更新時(shí)間取上述值時(shí)， 既能夠保證準(zhǔn)確性，又能夠保證體驗(yàn)感。
[0117]若所述幅度的斜率小于或等于所述參考斜率，或者所述時(shí)間向量中存在至少一個(gè) 元素與所述參考時(shí)間向量中對(duì)應(yīng)元素的差值均大于或等于預(yù)設(shè)的差值閾值，或者所述時(shí)間 向量的維度與所述參考時(shí)間向量的維度不相同，從而可以判斷音頻信號(hào)樣本不符合條件， 可以清空所述音頻信號(hào)樣本。
[0118] 本發(fā)明的聲控開關(guān)可以用于房間、客廳、會(huì)議室等場(chǎng)所，抗干擾能力強(qiáng)，能夠有效 區(qū)分掌聲、說話聲等噪聲和干擾。
[0119] 在一個(gè)實(shí)施例中，還可以設(shè)置對(duì)所述聲控開關(guān)進(jìn)行控制的按鍵。所述按鍵可以由 用戶認(rèn)為操作。用戶可以通過按下所述按鍵的方式直接控制所述聲控開關(guān)動(dòng)作，無需發(fā)動(dòng) 掌聲控制。
[0120] 如圖7所示，本發(fā)明還提供一種聲控開關(guān)，可包括：
[0121] 傳聲器110、檢波電路120、微控制單元130和電子開關(guān)140;
[0122] 所述傳聲器110的輸出端與所述檢波電路120的輸入端相連接，所述檢波電路120 的輸出端與所述微控制單元130的輸入端相連接，所述微控制單元130的輸出端與所述電子 開關(guān)140相連接；
[0123] 所述傳聲器110從周圍環(huán)境獲取多個(gè)音頻信號(hào)樣本并輸出至所述檢波電路120;
[0124] 所述檢波電路120將所述音頻信號(hào)樣本轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，并輸出至所述微控制單 元 130;
[0125] 所述微控制單元130按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本進(jìn)行采樣，分別獲 取各個(gè)音頻信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)的若干個(gè)樣本點(diǎn)，分別對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本的樣本點(diǎn)的幅度值進(jìn) 行檢測(cè)，根據(jù)所述幅度值計(jì)算對(duì)應(yīng)音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率，將所述斜率與預(yù) 存的參考斜率進(jìn)行比較，若所述斜率大于所述參考斜率，計(jì)算獲取各個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本 的時(shí)間差，并當(dāng)所述時(shí)間差滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間約束條件時(shí)，控制聲控開關(guān)140動(dòng)作。
[0126] 所述音頻信號(hào)樣本中可以包括對(duì)聲控開關(guān)140進(jìn)行控制的控制信號(hào)，還可以包括 噪聲(例如，鼓掌產(chǎn)生的掌聲噪聲，以及說話產(chǎn)生的說話噪聲）。所述控制信號(hào)可以是掌聲或 者具有某種特定屬性的聲音信號(hào)，例如，有節(jié)奏的敲打聲。為了便于說明，下面以控制信號(hào) 是掌聲為例對(duì)本發(fā)明的方案進(jìn)行闡述。當(dāng)所述音頻信號(hào)樣本為掌聲時(shí)，每個(gè)音頻信號(hào)樣本 可表不一聲掌聲。
[0127] 所述微控制單元130可以按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本進(jìn)行采樣，例 如，可以每隔5ms對(duì)所述音頻信號(hào)樣本進(jìn)行一次采樣。采樣所得的樣本點(diǎn)的個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí) 際需要設(shè)置，例如，可以取30個(gè)樣本點(diǎn)。
[0128] 由于音頻信號(hào)樣本中除了掌聲之外，還可能包括噪聲和干擾，因此，所述微控制單 元130可首先對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的類型進(jìn)行判斷。可以根據(jù)掌聲和說話聲等噪聲的特征 來判斷所述音頻信號(hào)樣本屬于掌聲還是說話聲。掌聲和說話聲的特征如圖2所示。從圖2可 以看出，掌聲和說話聲有以下區(qū)別：
[0129] (1)斜率:掌聲的斜率明顯大于說話聲；
[0130] (2)穩(wěn)定性:掌聲的穩(wěn)定性較好，所以通過判斷聲音是否有波動(dòng)，也可以區(qū)分；
[0131] (3)時(shí)間：同一幅度下，掌聲持續(xù)的時(shí)間會(huì)比說話聲持續(xù)的時(shí)間短。
[0132] 因此，可以檢測(cè)音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率。具體地，可以根據(jù)以下方式 計(jì)算所述斜率：
[0134] 式中，x[j]和x[i]分別為音頻信號(hào)樣本中的第j個(gè)樣本點(diǎn)和第i個(gè)樣本點(diǎn)的幅值， A t為相鄰兩個(gè)樣本點(diǎn)之間的采樣時(shí)間間隔，k為幅度的斜率。
[0135] 例如，可以根據(jù)音頻信號(hào)樣本中第5個(gè)樣本點(diǎn)和第3個(gè)樣本點(diǎn)的幅值計(jì)算所述斜 率。假設(shè)采樣間隔為5ms，則上述斜率為：
[0137] 為了進(jìn)一步提高檢測(cè)精確度，所述微控制單元130還可以進(jìn)一步根據(jù)音頻信號(hào)樣 本的波動(dòng)性判斷音頻信號(hào)樣本是否為掌聲。具體地，可以計(jì)算所述音頻信號(hào)樣本中各個(gè)樣 本點(diǎn)的幅值，若所述幅值在最大幅值前單調(diào)遞增，在最大幅值后單調(diào)遞減，則說明所述音頻 信號(hào)樣本為掌聲;否則，說明所述音頻信號(hào)樣本為說話聲或環(huán)境噪聲。
[0138] 為了進(jìn)一步提高檢測(cè)精確度，所述微控制單元130還可以進(jìn)一步根據(jù)音頻信號(hào)樣 本中聲音的持續(xù)時(shí)間判斷音頻信號(hào)樣本是否為掌聲。例如，掌聲一般讀取1〇〇個(gè)樣本點(diǎn)后， 后續(xù)讀取的樣本點(diǎn)已經(jīng)遞減到〇,而說話聲則可能在讀取150個(gè)樣本點(diǎn)之后遞減到0。具體 地，可以計(jì)算所述音頻信號(hào)樣本中幅值小于預(yù)設(shè)的幅度閾值的樣本點(diǎn)的數(shù)量，若所述數(shù)量 大于預(yù)設(shè)的數(shù)量閾值，則說明所述音頻信號(hào)樣本為掌聲；否則，說明所述音頻信號(hào)樣本為說 話聲或環(huán)境噪聲。
[0139] 另外，當(dāng)環(huán)境噪聲較大，而掌聲較小時(shí)，可能導(dǎo)致無法分辨出掌聲。因此，所述微控 制單元130還可以進(jìn)一步將掌聲幅度與噪音幅度作比較，以區(qū)分有效掌聲和無效掌聲。當(dāng)掌 聲幅度大于噪聲幅度時(shí)，可以認(rèn)為掌聲是有效掌聲，反之，可以認(rèn)為掌聲是無效掌聲。在一 個(gè)實(shí)施例中，可以將噪聲分為持續(xù)噪聲和間歇噪聲，如圖3所示。
[0140]對(duì)掌聲進(jìn)行判定的具體方式如圖4所示。
[0141]所述微控制單元130計(jì)算出所述音頻信號(hào)樣本的斜率之后，可以將所述斜率與預(yù) 存的參考斜率進(jìn)行比較。根據(jù)圖2可知，掌聲的斜率一般大于說話聲，因此，可以將參考斜率 設(shè)為小于掌聲斜率，且大于說話聲斜率的值。若計(jì)算出的所述音頻信號(hào)樣本的斜率大于該 參考斜率，則可以判定所述音頻信號(hào)樣本為掌聲，并開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行 檢測(cè)。
[0142] 若所述微控制單元130進(jìn)一步檢測(cè)了音頻信號(hào)樣本的波動(dòng)性，還可以在根據(jù)波動(dòng) 性判定所述音頻信號(hào)樣本為掌聲后，開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行檢測(cè)。
[0143] 同樣地，若所述微控制單元130進(jìn)一步檢測(cè)了音頻信號(hào)樣本的持續(xù)時(shí)間，還可以在 根據(jù)持續(xù)時(shí)間判定所述音頻信號(hào)樣本為掌聲后，開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行檢 測(cè) 。
[0144] 同樣地，若所述微控制單元130進(jìn)一步檢測(cè)了音頻信號(hào)樣本的幅值，還可以在根據(jù) 幅值判定所述音頻信號(hào)樣本為掌聲后，開始對(duì)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏進(jìn)行檢測(cè)。
[0145] 其中，所述節(jié)奏可以看作是每一聲掌聲之間的時(shí)間間隔。因此，可以記錄每次檢測(cè) 到掌聲響起的時(shí)間，并計(jì)算相鄰掌聲響起的時(shí)間間隔，所述時(shí)間間隔即為獲取各個(gè)相鄰音 頻信號(hào)樣本的時(shí)間差。
[0146] 所述微控制單元130可以根據(jù)所述時(shí)間差進(jìn)一步判斷所述音頻信號(hào)樣本是否為掌 聲。具體地，可以根據(jù)所述時(shí)間差生成時(shí)間向量，分別將所述時(shí)間向量中各個(gè)元素與預(yù)存的 參考時(shí)間向量中對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比較，若所述時(shí)間向量中各個(gè)元素與所述參考時(shí)間向量中對(duì) 應(yīng)元素的差值均小于預(yù)設(shè)的差值閾值，且所述時(shí)間向量的維度與所述參考時(shí)間向量的維度 相同，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。
[0147] 由于掌聲是間歇的，因此，在生成時(shí)間向量之前，還可以進(jìn)一步將所述時(shí)間差與預(yù) 設(shè)的時(shí)間閾值進(jìn)行比較。若所述時(shí)間差大于所述時(shí)間閾值，則說明各個(gè)音頻信號(hào)樣本是離 散生成的，從而可以根據(jù)所述時(shí)間差生成時(shí)間向量。若所述時(shí)間差小于或等于所述時(shí)間閾 值，則說明各個(gè)音頻信號(hào)樣本是連續(xù)生成的，從而可以判斷音頻信號(hào)樣本不符合條件。
[0148] 例如，當(dāng)所述音頻信號(hào)樣本的節(jié)奏滿足兩快一慢或兩慢一快時(shí)，判定符合預(yù)設(shè)的 節(jié)奏條件。
[0149] 兩快一慢：
[0150] 第一聲掌聲與第二聲掌聲的間隔時(shí)間XI:大于100ms且小于600ms，記錄時(shí)間為XI;
[0151] 第二聲掌聲與第三聲掌聲間隔時(shí)間X2:大于XI的1.4倍，小于2.5倍XI，記錄時(shí)間為 X2；
[0152] 等待間隔時(shí)間X3(X3可以是Is或其他時(shí)間間隔），檢測(cè)是否會(huì)出現(xiàn)第4聲，若沒有， 則控制聲控開關(guān)動(dòng)作，否則認(rèn)為不符合節(jié)奏。
[0153] 兩慢一快：
[0154] 第一聲掌聲與第二聲掌聲間隔時(shí)間XI:大于250ms且小于1000ms，記錄時(shí)間為XI;
[0155] 第二聲掌聲與第三聲掌聲間隔時(shí)間X2:大于100ms且小于XI的0.5倍，記錄時(shí)間為 X2；
[0156] 等待間隔時(shí)間X3(X3可以是Is或其他時(shí)間間隔），檢測(cè)是否會(huì)出現(xiàn)第4聲，若沒有， 則控制聲控開關(guān)動(dòng)作，否則認(rèn)為不符合節(jié)奏。
[0157] 兩快一慢或兩慢一快的判定方法如圖5所示。
[0158] 上述根據(jù)3聲節(jié)奏的掌聲控制聲控開關(guān)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。在實(shí)際應(yīng)用中， 掌聲節(jié)奏也可以設(shè)置為其他值，例如，4聲或5聲。但是，掌聲節(jié)奏太多，一方面時(shí)延較長(zhǎng)，另 一方面控制過程較為繁瑣，容易影響用戶體驗(yàn)。
[0159] 所述微控制單元130可以設(shè)置更新時(shí)間，對(duì)所述噪聲進(jìn)行更新。例如，持續(xù)噪聲變 化情況較多，可以將持續(xù)噪聲的更新時(shí)間設(shè)置為3秒；間歇噪聲變化較小，可以將間歇噪聲 的更新時(shí)間設(shè)置為6秒。也可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置其他更新時(shí)間。
[0160] 在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)沒有掌聲或者掌聲不符合節(jié)奏的時(shí)候，可以開始噪聲更新程 序。進(jìn)入噪聲更新程序后，首先可以判斷聲音信號(hào)樣本是掌聲噪聲還是說話噪聲，再判斷不 同的次數(shù)來定義持續(xù)噪聲還是間歇噪聲。為了保持靈敏度，可以設(shè)定當(dāng)掌聲噪聲或說話噪 聲超過一定次數(shù)才記錄噪聲值。記錄噪聲值之后，可以判斷噪聲是持續(xù)噪聲還是間歇噪聲， 可以分別為持續(xù)噪聲和間歇噪聲設(shè)置不同的更新時(shí)間，例如，可以將持續(xù)噪聲的更新時(shí)間 設(shè)置為3秒，將間歇噪聲的更新時(shí)間設(shè)置為6秒。若噪聲為持續(xù)噪聲，且連續(xù)3秒檢測(cè)到無噪 聲時(shí)，可以清除所述持續(xù)噪聲;類似地，若噪聲為間歇噪聲，且連續(xù)6秒檢測(cè)到無噪聲時(shí)，可 以清除所述間歇噪聲。若噪聲為持續(xù)噪聲，且3秒內(nèi)檢測(cè)到有噪聲時(shí)，可以根據(jù)噪聲的最大 值對(duì)噪聲進(jìn)行更新;類似地，若噪聲為間歇噪聲，且6秒內(nèi)檢測(cè)到有噪聲時(shí)，可以根據(jù)噪聲的 最大值對(duì)噪聲進(jìn)行更新。
[0161]更新時(shí)間也可以設(shè)置為其他值，經(jīng)過試驗(yàn)可知，若更新時(shí)間太短，則讀取的數(shù)據(jù)量 較少，更新的值準(zhǔn)確性較差;若更新時(shí)間太長(zhǎng)，則可能影響體驗(yàn)感。當(dāng)更新時(shí)間取上述值時(shí)， 既能夠保證準(zhǔn)確性，又能夠保證體驗(yàn)感。
[0162]若所述幅度的斜率小于或等于所述參考斜率，或者所述時(shí)間向量中存在至少一個(gè) 元素與所述參考時(shí)間向量中對(duì)應(yīng)元素的差值均大于或等于預(yù)設(shè)的差值閾值，或者所述時(shí)間 向量的維度與所述參考時(shí)間向量的維度不相同，從而可以判斷音頻信號(hào)樣本不符合條件， 可以清空所述音頻信號(hào)樣本。
[0163] 本發(fā)明的聲控開關(guān)可以用于房間、客廳、會(huì)議室等場(chǎng)所，抗干擾能力強(qiáng)，能夠有效 區(qū)分掌聲、說話聲等噪聲和干擾。
[0164] 在一個(gè)實(shí)施例中，還可以設(shè)置對(duì)所述聲控開關(guān)進(jìn)行控制的按鍵。所述按鍵可以由 用戶認(rèn)為操作。用戶可以通過按下所述按鍵的方式直接控制所述聲控開關(guān)動(dòng)作，無需發(fā)動(dòng) 掌聲控制。
[0165] 以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí) 施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存 在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
[0166] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聲控開關(guān)控制方法，其特征在于，包括W下步驟： 獲取多個(gè)音頻信號(hào)樣本，按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本進(jìn)行采樣，分別獲 取各個(gè)音頻信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)的若干個(gè)樣本點(diǎn)； 分別對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本的樣本點(diǎn)的幅度值進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)所述幅度值計(jì)算對(duì)應(yīng)音頻 信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率； 將所述斜率與預(yù)存的參考斜率進(jìn)行比較，若所述斜率大于所述參考斜率，計(jì)算獲取各 個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí)間差； 若所述時(shí)間差滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間約束條件，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲控開關(guān)控制方法，其特征在于，計(jì)算所述音頻信號(hào)樣本中樣 本點(diǎn)的幅度的斜率的步驟包括： 根據(jù)如下公式計(jì)算幅度的斜率：式中，x[j]和x[i]分別為音頻信號(hào)樣本中的第j個(gè)樣本點(diǎn)和第i個(gè)樣本點(diǎn)的幅值，At為 相鄰兩個(gè)樣本點(diǎn)之間的采樣時(shí)間間隔，k為幅度的斜率。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲控開關(guān)控制方法，其特征在于，還包括W下步驟： 計(jì)算所述音頻信號(hào)樣本中各個(gè)樣本點(diǎn)的幅值； 若所述幅值在最大幅值前單調(diào)遞增，在最大幅值后單調(diào)遞減，且所述幅度的斜率大于 所述參考斜率，計(jì)算獲取各個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí)間差。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲控開關(guān)控制方法，其特征在于，還包括W下步驟： 計(jì)算所述音頻信號(hào)樣本中幅值小于預(yù)設(shè)的幅度闊值的樣本點(diǎn)的數(shù)量； 若所述數(shù)量大于預(yù)設(shè)的數(shù)量闊值，且所述幅度的斜率大于所述參考斜率，計(jì)算獲取各 個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí)間差。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲控開關(guān)控制方法，其特征在于，還包括W下步驟： 將所述音頻信號(hào)樣本的幅值與噪聲信號(hào)的幅值相比較； 若所述音頻信號(hào)樣本的幅值大于所述噪聲信號(hào)的幅值，且所述幅度的斜率大于所述參 考斜率，計(jì)算獲取各個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí)間差。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲控開關(guān)控制方法，其特征在于，若所述時(shí)間差滿足預(yù)設(shè)的時(shí) 間約束條件，控制聲控開關(guān)動(dòng)作的步驟包括： 根據(jù)所述時(shí)間差生成時(shí)間向量，分別將所述時(shí)間向量中各個(gè)元素與預(yù)存的參考時(shí)間向 量中對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比較； 若所述時(shí)間向量中各個(gè)元素與所述參考時(shí)間向量中對(duì)應(yīng)元素的差值均小于預(yù)設(shè)的差 值闊值，且所述時(shí)間向量的維度與所述參考時(shí)間向量的維度相同，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的聲控開關(guān)控制方法，其特征在于，還包括W下步驟： 將所述時(shí)間差與預(yù)設(shè)的時(shí)間闊值進(jìn)行比較； 若所述時(shí)間差大于所述時(shí)間闊值，根據(jù)所述時(shí)間差生成時(shí)間向量。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的聲控開關(guān)控制方法，其特征在于，還包括W下步驟： 若所述幅度的斜率小于或等于所述參考斜率，或者 所述時(shí)間向量中存在至少一個(gè)元素與所述參考時(shí)間向量中對(duì)應(yīng)元素的差值均大于或 等于預(yù)設(shè)的差值闊值，或者 所述時(shí)間向量的維度與所述參考時(shí)間向量的維度不相同， 清空所述音頻信號(hào)樣本。9. 一種聲控開關(guān)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括： 采樣模塊，用于獲取多個(gè)音頻信號(hào)樣本，按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本進(jìn) 行采樣，分別獲取各個(gè)音頻信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)的若干個(gè)樣本點(diǎn)； 幅值檢測(cè)模塊，用于分別對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本的樣本點(diǎn)的幅度值進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)所述 幅度值計(jì)算對(duì)應(yīng)音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率； 比較模塊，用于將所述斜率與預(yù)存的參考斜率進(jìn)行比較，若所述斜率大于所述參考斜 率，計(jì)算獲取各個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí)間差； 控制模塊，用于若所述時(shí)間差滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間約束條件，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。10. -種聲控開關(guān)，其特征在于，包括： 傳聲器、檢波電路、微控制單元和電子開關(guān)； 所述傳聲器的輸出端與所述檢波電路的輸入端相連接，所述檢波電路的輸出端與所述 微控制單元的輸入端相連接，所述微控制單元的輸出端與所述電子開關(guān)相連接； 所述傳聲器從周圍環(huán)境獲取多個(gè)音頻信號(hào)樣本并輸出至所述檢波電路； 所述檢波電路將所述音頻信號(hào)樣本轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，并輸出至所述微控制單元； 所述微控制單元按照預(yù)設(shè)的采樣頻率對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本進(jìn)行采樣，分別獲取各個(gè)音 頻信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)的若干個(gè)樣本點(diǎn)，分別對(duì)各個(gè)音頻信號(hào)樣本的樣本點(diǎn)的幅度值進(jìn)行檢測(cè)， 根據(jù)所述幅度值計(jì)算對(duì)應(yīng)音頻信號(hào)樣本中樣本點(diǎn)的幅度的斜率，將所述斜率與預(yù)存的參考 斜率進(jìn)行比較，若所述斜率大于所述參考斜率，計(jì)算獲取各個(gè)相鄰音頻信號(hào)樣本的時(shí)間差， 并當(dāng)所述時(shí)間差滿足預(yù)設(shè)的時(shí)間約束條件時(shí)，控制聲控開關(guān)動(dòng)作。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK106094598SQ201610651767
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月10日 公開號(hào)201610651767.X, CN 106094598 A, CN 106094598A, CN 201610651767, CN-A-106094598, CN106094598 A, CN106094598A, CN201610651767, CN201610651767.X
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