远场语音控制方法、智能电视、远场语音模块及连接线

技术领域

本发明涉及智能电视应用领域，尤其涉及远场语音控制方法、智能电视、远场语音模块及连接线。

背景技术

随着AI技术的发展，人们对于智能AI设备的需求也日益强烈；在智能AI设备当中，语音交互已经成为人机交互的重要入口；对于电视来说，常见的交互方式是：通过语音遥控器与电视进行交互，但是，这种语音交互方式需要基于遥控器使用，而且所解决问题的能力有限，显然不够智能。

为了实现智能语音交互功能，远场语音技术应用而生；在现有的采用远场语音的电视当中，主要有两种远场语音技术：一种是采用内置远场语音技术，这种技术需要巧妙的结构以及声学设计，针对不同的机型，需要不同的设计，因此，通用性较差；另外一种是采用外置远场语音技术，这种技术则需要额外增加DSP(即Digital Signal Processing，数字信号处理)模块，增加了成本，因此，不利于中低端产品应用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术缺陷，本发明提供一种远场语音控制方法、智能电视、远场语音模块及连接线，通过对智能电视主芯片、远场语音模块以及连接线进行改进，实现远场语音模块与USB接口灵活切换，解决远场语音结构通用性的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种远场语音控制方法，应用于智能电视，其中，所述远场语音控制方法包括以下步骤：

检测远场语音模块的连接状态；

当检测到所述远场语音模块连接时，开启远场语音模式，并控制USB接口向所述远场语音模块供电。

进一步地，所述检测远场语音模块的连接状态，具体包括以下步骤：

判断所述USB接口中信号检测端的电平是否为高电平；

当为高电平时，判定所述远场语音模块已连接。

进一步地，所述当检测到所述远场语音模块连接时，开启远场语音模式，并控制USB接口向所述远场语音模块供电，具体包括以下步骤：

当检测到所述远场语音模块连接时，开启所述远场语音模式以及人机交互界面；

将所述USB接口中的时钟信号端设置为输出，以向所述远场语音模块输出时钟信号；

将所述USB接口中的数据信号端设置为输入，以接收所述远场语音模块发送的数字信号。

进一步地，所述远场语音控制方法还包括以下步骤：

当未检测到所述远场语音模块连接时，进入正常模式。

第二方面，本发明提供一种智能电视，其中，包括：主芯片以及USB接口，所述USB接口与所述主芯片连接；

所述主芯片用于检测远场语音模块的连接状态；以及用于当检测到所述远场语音模块连接时，开启远场语音模式，并控制USB接口向所述远场语音模块供电；

所述USB接口用于向所述远场语音模块供电；以及用于接收所述远场语音模块发送的数字信号。

进一步地，所述USB接口包括：信号检测端及供电端；

所述信号检测端用于检测所述远场语音模块的连接状态；

所述供电端用于向所述远场语音模块供电。

第三方面，本发明提供一种远场语音模块，所述远场语音模块与智能电视连接，包括语音信号处理单元，其中，还包括供电单元；所述供电单元与所述智能电视的USB接口匹配连接，且所述供电单元与所述语音信号处理单元连接；

所述供电单元包括：信号检测端及供电端；所述信号检测端及所述供电端分别与所述智能电视的USB接口匹配连接。

进一步地，所述供电单元还包括：麦克风供电芯片、第一电容以及第二电容；所述麦克风供电芯片的输入端与所述供电端连接，所述麦克风供电芯片的输出端与所述语音信号处理单元连接；所述第一电容的一端接地，另一端与所述麦克风供电芯片的输入端连接；所述第二电容的一端接地，另一端与所述麦克风供电芯片的输出端连接。

进一步地，所述远场语音模块还包括：用于传输信号和对所述远场语音模块供电的连接线；所述连接线的一端与所述智能电视的USB接口匹配连接，且所述连接线的另一端与所述供电单元连接。

第四方面，本发明提供一种连接线，所述连接线的一端与远场语音模块连接，另一端与智能电视连接；所述连接线与所述远场语音模块连接的一端与所述远场语音模块的供电单元匹配；所述连接线与所述智能电视连接的一端与所述智能电视的供电单元USB接口匹配。

本发明采用上述技术方案具有以下效果：

本发明通过对智能电视主芯片、远场语音模块以及连接线进行改进，实现远场语音模块与USB接口灵活切换，解决远场语音结构通用性的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中远场语音控制方法的流程图。

图2是本发明实施例中智能电视的功能框图。

图3是本发明实施例中智能电视的USB接口的电路图。

图4是本发明实施例中远场语音模块的结构示意图。

图5是本发明实施例中供电单元的电路示意图(其一)。

图6是本发明实施例中供电单元的电路示意图(其二)。

图7是本发明实施例中麦克风子单元的电路示意图(其一)。

图8是本发明实施例中麦克风子单元的电路示意图(其二)。

图9是本发明实施例中时钟信号子单元的电路示意图。

图10是本发明实施例中LED显示灯的电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种远场语音控制方法，应用于智能电视，其包括以下步骤：

步骤S100，检测远场语音模块的连接状态；

步骤S200，当检测到所述远场语音模块连接时，开启远场语音模式，并控制USB接口向所述远场语音模块供电。

在本实施例中，所述智能电视实时检测所述远场语音模块的连接状态，并根据所述远场语音模块的连接状态开启所述远场语音模式；当检测到所述远场语音模块连接时，开启所述远场语音模式，并控制USB接口向所述远场语音模块供电，以使得所述远场语音模块进行工作，并通过所述USB接口接收所述远场语音模块发送的数字信号。

具体地，通过判断所述USB接口中信号检测端的电平是否为高电平，来确定所述远场语音模块是否已经连接，当为高电平时，则判定所述远场语音模块已连接，此时，所述智能电视则开启所述远场语音模式，并且在显示屏中显示人际交互界面。

即具体地，在所述步骤100之中，具体包括以下步骤：

步骤110，判断所述USB接口中信号检测端的电平是否为高电平；

步骤120，当为高电平时，判定所述远场语音模块已连接。

在所述远场语音模式下，所述智能电视将所述USB接口中的时钟信号端(即DMIC_CLK)设置为输出端，也就是说，将所述USB接口中的PIN8(如图3所示的第8脚)设置为用于输出时钟信号的输出口，以通过该时钟信号端向所述远场语音模块发送时钟信号；而与此同时，所述智能电视还将所述USB接口中的数据信号端(即DMIC_DATA1和DMIC_DATA2)设置为输入端，也就是说，将所述USB接口中的PIN5(如图3所示的第5脚)和PIN6(如图3所示的第6脚)设置为用于输入数字信号的输入口，以通过该数据信号端接收所述远场语音模块发送的数字信号。

即具体地，在所述步骤200之中，具体包括以下步骤：

步骤210，当检测到所述远场语音模块连接时，开启所述远场语音模式以及人机交互界面；

步骤220，将所述USB接口中的时钟信号端设置为输出，以向所述远场语音模块输出时钟信号；

步骤230，将所述USB接口中的数据信号端设置为输入，以接收所述远场语音模块发送的数字信号。

在本实施例中，所述远场语音模块发送的数字信号是经过转换后的信号，也就是说，所述数字信号是所述远场语音模块将获取的语音信号转换后的信号，其中，所述数字信号可以是PDM格式信号。

当然，在本实施例的另外一种实现方式当中，所述远场语音控制方法，还包括以下步骤：

步骤S300，当未检测到所述远场语音模块连接时，进入正常模式。

具体地，当所述智能电视检测到所述USB接口中信号检测端的电平为低电平时，则判定所述远场语音模块未与所述智能电视连接；此时，则进入正常模式。

在所述正常模式下，所述智能电视则关闭所述远场语音模式，并关闭所述人际交互界面；而与此同时，所述智能电视将所述USB接口的时钟信号端(即DMIC_CLK信号端)设置为高阻状态(即不通状态)，即关断所述USB接口中的PIN8，以阻止时钟信号输出；以及将所述USB接口中的数据信号端(即DMIC_DATA1和DMIC_DATA2)设置为高阻状态，即关断所述USB接口中的PIN5和PIN6，以阻止数据输入；这样，既不能发送时钟信号，也不能接收输入的数据。

本实施例基于所述智能电视的主芯片来检测所述远场语音模块的连接状态，并根据所述远场语音模块的连接状态，实现对所述远场语音模块的控制；本实施例所述的远场语音控制方法，可实现所述远场语音模式与正常模式灵活切换，从而解决所述远场语音模块的结构与所述智能电视的结构通用性差的问题。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种智能电视，其特征在于，包括：主芯片10以及USB接口20，所述USB接口20与所述主芯片10连接；

所述主芯片10用于检测远场语音模块的连接状态；以及用于当检测到所述远场语音模块连接时，开启远场语音模式，并控制USB接口20向所述远场语音模块供电；

所述USB接口20用于向所述远场语音模块供电；以及用于接收所述远场语音模块发送的数字信号。

具体地，如图3所示，所述USB接口20包括：LED控制信号端(DMIC_LED，即图中所示PIN9)、时钟信号端(DMIC_CLK，即图中所示PIN8)、信号检测端(DMIC_DET，即图中所示PIN7)、第一数据信号端(DMIC_DATA1，即图中所示PIN6)、第二数据信号端(DMIC_DATA2，即图中所示PIN5)以及供电端(5V供电端，即图中所示PIN1)；

所述LED控制信号端用于向所述远场语音模块输出LED控制信号；

所述时钟信号端用于向所述远场语音模块输出时钟信号；

所述信号检测端用于检测所述远场语音模块的连接状态；

所述第一数据信号端以及所述第二数据信号端用于接收所述远场语音模块发送的数字信号；

所述供电端用于向所述远场语音模块供电。

当然，所述USB接口20还设置有用于正常模式下与USB连接的端点，例如，USBC_D-、USBC_D+等连接端点，以及设置有接地端点GND。

本实施例中，所述USB接口为经过改进的USB3.0接口，其结构与一般的USB3.0接口不相同，本实施例对其内部的电路结构进行了改进，通过改进的所述USB3.0接口可接收所述远场语音模块发送的数字信号，从而实现远场语音的功能。

实施例三

如图4所示，本实施例提供一种远场语音模块，所述远场语音模块与智能电视连接，包括：语音信号处理单元100以及供电单元200；所述供电单元200与所述智能电视的USB接口匹配连接，且所述供电单元200与所述语音信号处理单元100连接。

在本实施例中，所述供电单元200用于对所述语音信号处理单元100进行供电，所述语音信号处理单元100用于获取语音信号，并将所述语音信号转化为数字信号，以将所述数字信号发送至所述智能电视，以便于所述智能电视的主芯片进行处理。

在本实施例中，所述远场语音模块还包括连接线400，所述连接线400主要用于在所述智能电视与所述远场语音模块之间传输数字信号、控制信号以及电压信号，实现远场信号传输，同时还可以兼容USB功能；即在所述连接线400的一端设置有USB接口，该USB接口与所述智能电视的USB接口匹配连接；而所述连接线400的另一端则与所述供电单元200一体连接。

具体地，如图6所示，所述供电单元200包括：第一数据信号端(DMIC_DATA1，即图6中所示PIN5)、第二数据信号端(DMIC_DATA2，即图6中所示PIN6)、信号检测端(DMIC_DET，即图6中所示PIN7)、时钟信号端(DMIC_CLK，即图6中所示PIN8)、LED控制信号端(DMIC_LED，即图6中所示PIN9)以及供电端(5V供电端，即图6中所示PIN1)；所述第一数据信号端、所述第二数据信号端、所述信号检测端、所述时钟信号端、所述LED控制信号端以及所述供电端分别与所述智能电视的USB接口匹配连接。

如图6所示，在本实施例中，所述供电单元200(图中所示PV1)的PIN1(第1脚)为5V供电引脚，为所述供电单元200提供5V电源，该PIN1对应连接所述智能电视中USB接口的PIN1(如图3所示)，并引入所述智能电视供应的5V电源；PIN2(第2脚)、PIN3(第3脚)以及PIN4(第4脚)为GND(接地引脚)，分别对应所述智能电视的USB接口的USBC_D-、USBC_D+、GND(如图3所示)；所述供电单元200的PIN4(第4脚)连接所述智能电视的USB接口的PIN4(如图3所示)；在所述连接线400的连接下，所述供电单元200的PIN2和PIN3实际连接到所述智能电视的USB接口的铁壳上，进行接地以及对有用信号做有效屏蔽，使得其不占用智能电视的USB接口的数据口。

所述供电单元200的PIN5(第5脚)、PIN6(第6脚)以及PIN8(第8脚)分别对应连接所述智能电视的USB接口的PIN5、PIN6以及PIN8(如图3所示)；利用所述智能电视的USB接口的高速数据口传输麦克风数字信号和时钟信号；所述供电单元200的PIN7(第7脚)连接所述智能电视的USB接口的PIN7(如图3所示)，该PIN7为麦克风检测脚，在所述远场语音模块端默认为上拉设置，而在所述智能电视主芯片端则默认为下拉设置，此PIN7在一般的USB接口当中为接地引脚。

所述智能电视的USB接口的RN101和RN102(如图3所示)接地，在默认情况下，保持USB功能，进行正常接地；当所述远场语音模块与所述智能电视连接时，所述供电单元200的RV20(如图6所示)上拉到3V3，此时，所述智能电视的软件检测到高电平使能，开启远场语音模式，并进行弹窗提醒；当开启远场语音功能时，所述智能电视将其自身的USB接口的PIN5以及PIN6设置为数据输入口，通过所述数据输入口来接收数字信号；并且，将其自身的USB接口的PIN8设置为输出口，以通过所述输出口向所述远场语音模块输出时钟信号。

所述供电单元200的PIN9(第9脚)连接到所述智能电视的USB的PIN9，通过所述智能电视对GPIO输出的信号进行编码，实现单GPIO控制4颗LED显示灯300多状态显示，有效地解决与USB端口连接信号线不足的问题。

具体地，如图5所示，所述供电单元200还包括：麦克风供电芯片(即图5中所示UV5)、第一电容(即图5中所示CV30)以及第二电容(即图5中所示CV31)；所述麦克风供电芯片的输入端与所述供电端连接，所述麦克风供电芯片的输出端与所述语音信号处理单元100连接；所述第一电容的一端接地，另一端与所述麦克风供电芯片的输入端连接；所述第二电容的一端接地，另一端与所述麦克风供电芯片的输出端连接。

在本实施例中，所述麦克风供电芯片的输出电压为3V；所述麦克风供电芯片用于将所述供电端输入的5V电压转换为3V电压，以通过所述3V电压对所述语音信号处理单元100进行供电。

在本实施例中，所述远场语音模块还包括：LED显示灯300，所述LED显示灯300与所述供电单元200的供电端连接；

具体地，如图10所示，所述LED显示灯300包括：第一电阻(即图10中所示RV28)、第二电阻(即图10中所示RV27)、三极管(即图10中所示QV2)以及LED芯片(即图10中所示DV08、DV09、DV10以及DV11四个芯片)；所述三极管的第一端与所述供电单元200的供电端连接，第二端与所述供电单元200的LED控制信号端连接，第三端与所述LED芯片连接；所述第一电阻的一端与所述供电单元200的供电端连接，另一端与所述三极管的第二端连接；所述第二电阻的一端接地，另一端与所述三极管的第三端连接。

其中，DV08、DV09、DV10以及DV11为四颗RGB三色LED灯，通过设置一个GPIO的DMIC_LED，可控制四颗LED，实现多状态显示；其中，所述DMIC_LED按照特定编码规则向各个LED显示灯300输出控制信号，所述LED显示灯300在接收指定信号后，可呈现出不同的颜色，以提醒用户当前的语音状态。

在本实施例中，所述语音信号处理单元100与所述麦克风供电芯片连接，通过所述麦克风供电芯片对所述语音信号处理单元100进行供电；并且，所述语音信号处理单元100与供电单元200的DMIC_DATA2，以将输出的数字信号传输至DMIC_DATA2；所述语音信号处理单元100则用于获取语音信号，并对所述语音信号进行处理，从而向所述智能电视输出数字信号。

具体地，所述语音信号处理单元100包括：时钟信号子单元以及多个麦克风子单元；其中，各个所述麦克风子单元均与所述供电单元200连接，且各个所述麦克风子单元均与所述时钟信号子单元连接。

如图7所示，在本实施例的一种实现方式当中，所述麦克风子单元包括：第一麦克风芯片(图中所示UV2)、第三电容(图中所示CV04)、第三电阻(图中所示RV01)、第四电阻(图中所示RV02)、第五电阻(图中所示RV03)以及第四电容(图中所示CV06)。

其中，所述第三电容的一端接电(即与所述麦克风供电芯片连接)，另一端接地；所述第三电阻的一端接电，另一端连接所述第一麦克风芯片的第2脚；所述第四电阻的一端连接所述第一麦克风芯片的第1脚，另一端连接所述供电单元200的DMIC_DATA2信号端；所述第五电阻的一端连接所述第一麦克风芯片的第4脚，另一端连接所述供电单元200的DMIC_CLK信号端；所述第四电容的一端连接所述供电单元200的DMIC_DATA2信号端，另一端接地；所述第一麦克风芯片的第3脚接地，第5脚接电。

如图8所示，在本实施例的另一种实现方式当中，所述麦克风子单元包括：第二麦克风芯片(图中所示UV1)、第五电容(图中所示CV07)、第六电阻(图中所示RV06)、第七电阻(图中所示RV7)、第八电阻(图中所示RV8)以及第六电容(图中所示CV10)。

其中，所述第五电容的一端接电(即与所述麦克风供电芯片连接)，另一端接地；所述第六电阻的一端连接所述第二麦克风芯片的第2脚，另一端接地；所述第七电阻的一端连接所述第二麦克风芯片的第1脚，另一端连接所述供电单元200的DMIC_DATA2信号端；所述第八电阻的一端连接所述第二麦克风芯片的第4脚，另一端连接所述供电单元200的DMIC_CLK信号端；所述第六电容的一端连接所述供电单元200的DMIC_DATA2信号端，另一端接地；所述第二麦克风芯片的第3脚接地，第5脚接电。

具体地，如图9所示，在本实施例中，所述时钟信号子单元包括：时钟信号芯片(图中所示UV7)、第七电容(图中所示CV32)、第八电容(图中所示CV33)、第九电容(图中所示CV34)以及第九电阻(图中所示RV19)。

所述第七电容的一端连接所述供电单元200的DMIC_CLK信号端，另一端接地；所述第八电容的一端连接所述时钟信号芯片的第5脚，另一端接地；所述第九电容的一端连接所述供电单元200的DMIC_CLK信号端，另一端接地；所述第九电阻的一端连接所述时钟信号芯片的第4脚，另一端连接所述供电单元200的DMIC_CLK信号端；所述时钟信号芯片的第2脚均连接所述供电单元200的DMIC_CLK信号端，第3脚接地。

优选地，在本实施例中，各个所述麦克风子单元均为数字麦克风子单元，可将接收到的声音信号转换为数字信号；并且，在各个所述麦克风子单元当中，均预留了RC电路；在所述智能电视的主芯片增加模块的情况下，通过调整所述麦克风子单元中RV02(如图7所示)或CV06(如图8所示)的参数，可有效地改善所述远场语音模块的辐射问题。

由于，在所述远场语音模块与所述智能电视之间，设置有连接线400；在本实施例中，通过引入UV7(如图9所示)，对所述智能电视的主芯片发送的时钟信号DMIC_CLK进行整型，可确保所述时钟信号的完整性，也可有效地改善时钟信号产生的辐射。

在本实施例中，当所述智能电视检测到所述远场语音模块连接时，由于所述远场语音模块的RV20拉高到3V3，所述智能电视的USB接口的DMIC_DET检测到高电平，判定为远场语音模式；此时，打开远场语音功能及人机交互界面；同时，所述智能电视将USB接口的PIN5和PIN6设置为远场语音数据输入口，以及将PIN8设置为远场语音时钟信号输出口。

当所述智能电视未检测到所述远场语音模块连接时，因所述智能电视的USB接口的RN102接地，DMIC_DET默认为低电平，判定为正常模式；此时，所述智能电视关闭远场语音功能及人机交互界面，同时，所述智能电视将USB接口的PIN5、PIN6以及PIN8设置为输入口，关断PIN8，阻止时钟信号输出；避免辐射问题，并确保USB功能的正常使用。

实施例四

本实施例提供一种远场语音模块，所述远场语音模块通过连接线与智能电视连接。

本实施例与实施例三的区别在于，所述远场语音模块与所述连接线独立设置。

在本实施例中，所述连接线主要用于在智能电视与所述远场语音模块之间传输数字信号、控制信号以及电压信号，实现远场信号传输；同时，本实施例中的所述连接线还可以兼容USB功能，即在连接非远场语音模块时，所述连接线可以作为普通USB数据线使用。

具体地，在所述连接线的一端设置有USB接口，所述连接线的USB接口与所述智能电视的USB接口匹配连接；而所述连接线的另一端则设置有插口(例如，TYP-C或mini-USB)，所述连接线的插口则与所述远场语音模块中的供电单元匹配连接。

在本实施例中，为了便于将所述远场语音模块与所述连接线进行连接，在所述远场语音模块的供电单元中设置有一连接插座，所述连接插座为可插入所述连接线插口的插座，具体地，所述连接插座的电路结构如图6所示。

需说明的是，本实施例中的所述连接插座的端点与所述连接线插口的端点匹配。

实施例五

本实施例提供一种连接线，所述连接线的一端与远场语音模块连接，另一端与智能电视连接；所述连接线与所述远场语音模块连接的一端与所述远场语音模块的供电单元匹配；所述连接线与所述智能电视连接的一端与所述智能电视的供电单元USB接口匹配；具体地，所述连接线的结构如实施例四所述。

综上所述，本发明通过远场语音模块将接收到语音信号转换为数字信号，并将数字信号输出至智能电视主芯片，由智能电视主芯片直接进行处理，简化了电路结构，同时也降低了远场语音模块的成本；本发明通过对智能电视主芯片、远场语音模块以及连接线进行改进，实现远场语音模块与USB接口灵活切换，解决远场语音结构通用性的问题。

当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。