1.本发明属于耳机远场交互系统领域，具体涉及一种基于语音增强技术的耳机远场交互系统。


背景技术：

2.目前的语音识别系统是由近场的数据进行训练，远场的语音信号都是通过信号处理的方法进行降低噪声和信号增强，但目前无线耳机的功能只限于作为手机的近场交互设备，无法实现远场交互功能，难以对耳机电源进行保护。
3.目前，专利号cn201711353549.9的发明专利公开了一种基于深度神经网络的远场语音识别增强系统包括训练系统、识别系统，识别系统包括远场声源采集装置、语音识别系统，训练系统包括数据采集装置、训练模块，采集装置包括音频播放装置、多个音频采集装置、近场麦克风阵列，近场麦克风阵列采集音频播放装置的近场声源信息，上述多个音频采集装置采集距音频播放装置逐渐远离的位置上的音频播放装置的远场声源信息，训练模块将采集装置得到的声源信息根据设定的算法训练得到声源识别增强dnn模型，识别系统将远场声源采集装置获取的远场声源信息通过声源识别增强dnn模型增强信号后发送给语音识别系统，该基于深度神经网络的远场语音识别增强系统及方法采用近场与远场相结合的方式训练识别系统，具有远场声源识别效果较好的特点，但目前无线耳机的功能只限于作为手机的近场交互设备，无法实现远场交互功能，难以对耳机电源进行保护。
4.因此，针对上述的目前无线耳机的功能只限于作为手机的近场交互设备，无法实现远场交互功能，难以对耳机电源进行保护的问题，亟需得到解决，以实现耳机的远场交互功能。


技术实现要素：

5.（1）要解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于语音增强技术的耳机远场交互系统，该耳机远场交互系统旨在解决现有的无线耳机的功能只限于作为手机的近场交互设备，无法实现远场交互功能，难以对耳机电源进行保护的技术问题。
6.（2）技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种基于语音增强技术的耳机远场交互系统，该耳机远场交互系统包括系统包括：耳机远场交互配件检测到触发远场交互功能的预设事件时，通过无线通讯模块接收信号，通过微处理器处理信号，将信号存储在存储器中，利用无线通讯模块通过互联网向音响发送相应的应答信息，音响接收耳机输出的应答信息；还包括：声源采集装置、语音识别增强系统和训练系统，所述声源采集装置采集通过无线通讯模块传递的远场声源，所述语音识别增强系统根据设定的算法训练对得到声源进行识别，所述语音识别增强系统将所述声源采集装置获取的远场声源通过增强模型后发送给训练系统，所述训练系统将训练后的远场声源发出给输出设备。
7.使用本技术方案的耳机远场交互系统时，耳机远场交互配件检测到触发远场交互功能的预设事件时，通过无线通讯模块接收信号，通过微处理器处理信号，将信号存储在存储器中，利用无线通讯模块通过互联网向音响发送相应的应答信息，音响接收耳机输出的应答信息。
8.优选地，所述微处理器处理的信号经过语音识别增强系统进行增强，再经过训练系统进行训练。经过语音识别增强系统的信号可提高语音信号的准确性。
9.优选地，所述系统还包括蓝牙模块，所述系统可通过蓝牙模块将远场声源传递至语音识别模块中。使用蓝牙模块接收信号，将接收的远场声源信号传递至语音识别模块中进行识别。
10.优选地，所述系统还包括电量检测模块、第一耳机和第二耳机，所述第一耳机和第二耳机均为无线蓝牙耳机，所述电量检测模块与第一耳机和第二耳机电性连接。当第一耳机和第二耳机的电量降低时，电源检测模块对第一耳机移动电源和第二耳机移动电源进行及时充电。
11.优选地，所述系统还包括第一耳机移动电源和电路保护模块，利用第一移动电源电路对所述第一耳机进行充电，所述电路保护模块与第一耳机移动电源电性连接。利用第一耳机移动电源对第一耳机进行充电时，开启电路保护模块防止过高的电流进入第一耳机的电路中，实现对充电电路的保护。
12.优选地，所述系统还包括第二耳机移动电源，利用第二耳机移动电源对所述第二耳机进行充电，所述电路保护模块与第二耳机移动电源电性连接。利用第二耳机移动电源对第二耳机进行充电时，开启电路保护模块防止过高的电流进入第二耳机的电路中，实现对充电电路的保护。
13.优选地，所述系统还包括远场交互电路、近场交互电路和移动电源电路，利用移动电源电路对耳机远场交互电路进行充电。
14.优选地，所述系统还包括接口a、接口b、接口c和接口d，所述接口a、接口b、接口c和接口d均为音频接口。当需要接收近场声源时，将音频线插入接口a、接口b、接口c或者接口d内，通过音频线可接收近场声源。
15.优选地，所述系统还包括接口e和接口f，所述接口e和接口f均为电源接口。当需要对第一耳机移动电源和第二耳机移动电源进行充电时，将电源线插入接口e和接口f即可，接口e与第一耳机移动电源电性连接，接口f与第二耳机移动电源电性连接。
16.（3）有益效果与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的耳机远场交互系统利用耳机远场交互配件检测到触发远场交互功能的预设事件时，通过无线通讯模块接收信号，通过微处理器处理信号，将信号存储在存储器中，利用无线通讯模块通过互联网向音响发送相应的应答信息，音响接收耳机输出的应答信息，当第一耳机和第二耳机缺电时，利用第一耳机移动电源和第二耳机移动电源对第一耳机和第二耳机进行充电，确保耳机的电量充足。
附图说明
17.为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图仅仅是本发明的一种实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明耳机远场交互系统一种具体实施方式的系统的原理图；图2为本发明耳机远场交互系统一种具体实施方式的耳机远场交互配件的结构框图；图3为本发明耳机远场交互系统一种具体实施方式训练系统的原理图；图4为本发明耳机远场交互系统一种具体实施方式移动电源电路的具体结构示意图；图5为本发明耳机远场交互系统一种具体实施方式交互电路的结构示意图。
具体实施方式
19.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本发明，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的样式。
20.实施例1本具体实施方式是用于清洗杯具的耳机远场交互系统，其系统的原理图如图1所示，其耳机远场交互配件的结构框图如图2所示，该耳机远场交互系统包括系统包括：耳机远场交互配件检测到触发远场交互功能的预设事件时，通过无线通讯模块接收信号，通过微处理器处理信号，将信号存储在存储器中，利用无线通讯模块通过互联网向音响发送相应的应答信息，音响接收耳机输出的应答信息；还包括：声源采集装置、语音识别增强系统和训练系统，声源采集装置采集通过无线通讯模块传递的远场声源，语音识别增强系统根据设定的算法训练对得到声源进行识别，语音识别增强系统将声源采集装置获取的远场声源通过增强模型后发送给训练系统，训练系统将训练后的远场声源发出给输出设备。
21.针对本具体实施方式，在远场模型中，假设输入是一个平面波，设传播方向为α，时域频率(弧度)为ω，声音在介质中的传播速度为p，对于在一个局部均匀的介质里传播的平面波，定义波束k为：k = ωpinα/p = 2pinα/λ，其中λ是对应于频率ω的波长，由于信号到达不同的传感器的时间不同，则阵列接收到的信号可表示为：f(t)=[f(t
‑
τ0) f(t
‑
τ1)
…
f(t
‑
τn
‑
1)]t=[exp(jω(t
‑
kτ0)) exp(jω(t
‑
kτ1))
…
exp(jω(t
‑
kτn
‑
1))]t；其中τn为第n个阵元接收到的信号相对于参考点的时延，n为阵元个数，t表示转置；定义v(k) = [e
‑
jωkτ0 e
‑
jωkτ1
ꢀ…
e
‑
jωkτn
‑
1]t；矢量v包含了阵列的空间特征，称为阵列流行矢量，则f(t)可表示为f(t) = ejωtv(k)；阵列处理器对一个平面波的响应为y(t,k) =ht(ω) v(k)ejωt；注意此处ω对应单一的输入频率，所以是窄带的，阵列的空时处理关系完全可以由上式的右端描述，称为阵列的频率
‑
波数响应函数，它描述了一个阵列对于时域频率为ω，波数为k的输入平面波的复增益；
阵列的波束方向图反映了平面波在一个局部均匀的介质中传播情况，它是用入射方向表示的频率
‑
波数响应函数，可以写成b(ω:α) = y(ω,k)|k=pinα；阵列的波束方向图是确定阵列性能的关键要素，其主要参数有3db带宽，到第一零点的距离，第一旁瓣高度，旁瓣衰减速度等，其幅度的平方定义为功率方向图，是常用的一种阵列性能度量。
[0022]
微处理器处理的信号经过语音识别增强系统进行增强，再经过训练系统进行训练，系统还包括蓝牙模块，系统可通过蓝牙模块将远场声源传递至语音识别模块中，系统还包括电量检测模块、第一耳机和第二耳机，第一耳机和第二耳机均为无线蓝牙耳机，电量检测模块与第一耳机和第二耳机电性连接，利用电量检测模块及时检测第一耳机移动电源和第二耳机移动电源的电量，做到及时补充。
[0023]
系统还包括第一耳机移动电源和电路保护模块，利用第一移动电源电路对第一耳机进行充电，电路保护模块与第一耳机移动电源电性连接，系统还包括第二耳机移动电源，利用第二耳机移动电源对第二耳机进行充电，电路保护模块与第二耳机移动电源电性连接。
[0024]
系统还包括远场交互电路、近场交互电路和移动电源电路，利用移动电源电路对耳机远场交互电路进行充电。系统还包括接口a、接口b、接口c和接口d，接口a、接口b、接口c和接口d均为音频接口，系统还包括接口e和接口f，接口e和接口f均为电源接口，当该装置需要接收近场声源时，可将音频接口通过音频线与第一耳机或第二耳机相连接。
[0025]
该耳机远场交互系统训练系统的原理图如图3所示，其移动电源电路的具体结构示意图如图4所示，其交互电路的结构示意图如图5所示。
[0026]
使用本技术方案的耳机远场交互系统时，耳机远场交互配件检测到触发远场交互功能的预设事件时，通过无线通讯模块接收信号，通过微处理器处理信号，将信号存储在存储器中，利用无线通讯模块通过互联网向音响发送相应的应答信息，音响接收耳机输出的应答信息；还包括：声源采集装置、语音识别增强系统和训练系统，所述声源采集装置采集通过无线通讯模块传递的远场声源，所述语音识别增强系统根据设定的算法训练对得到声源进行识别，所述语音识别增强系统将所述声源采集装置获取的远场声源通过增强模型后发送给训练系统，所述训练系统将训练后的远场声源发出给输出设备。
[0027]
以上描述了本发明的主要技术特征和基本原理及相关优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本发明的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0028]
此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。