無線充電的語音開啟方法及系統與流程
2023-12-08 20:31:51 2
本發明涉及無線充電技術領域，尤其涉及一種無線充電的語音開啟方法及系統。
背景技術：
無線充電技術(Wireless charging technology；Wireless charge technology)，源於無線電能傳輸技術，小功率無線充電常採用電磁感應式(如對手機充電的Qi方式，但中興的電動汽車無線充電方式採用的感應式)，大功率無線充電常採用諧振式(大部分電動汽車充電採用此方式)由供電設備(充電器)將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，並同時供其本身運作之用。
由於充電器與用電裝置之間以磁場傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。
技術實現要素：
本發明的主要目的在於公開一種無線充電的語音開啟方法及系統，以提高無線充電的安全性。
為實現上述目的，本發明公開了一種無線充電系統，無線充電的兩端分別為送電設備和受電設備，送電設備與受電設備建立有無線連接，且送電設備集成有語音識別模塊，受電設備用於在建立與送電設備的無線連接後，錄入用戶的語音，並對該錄入的語音進行模數轉換及降噪處理，然後提取語音特徵值發送給送電設備；送電設備用於：通過語音識別模塊將當前所接收的語音特徵值與本地記錄的語音特徵值進行相關性比較，當比較結果一致時，向送電設備開啟無線送電，直至送電設備充滿電。
為實現上述目的，本發明還公開了一種無線充電的語音開啟方法，包括：
送電設備與受電設備建立有無線連接；
受電設備在建立與送電設備的無線連接後，錄入用戶的語音，並對該錄入的語音進行模數轉換及降噪處理，然後提取語音特徵值發送給送電設備；
送電設備通過集成的語音識別模塊將當前所接收的語音特徵值與本地記錄的語音特徵值進行相關性比較，當比較結果一致時，向送電設備開啟無線送電，直至送電設備充滿電。
本發明具有以下有益效果：
通過語音識別來監管無線充電的投放，提高了系統的安全性。
下面將參照附圖，對本發明作進一步詳細的說明。
附圖說明
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1是本發明優選實施例公開的無線充電的語音開啟方法流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
實施例1
本發明實施例首先公開一種無線充電的語音開啟方法，如圖1所示，包括：
步驟S1、送電設備與受電設備建立有無線連接。例如：送電設備與受電設備以藍牙或WIFI連接。
步驟S2、受電設備在建立與送電設備的無線連接後，錄入用戶的語音，並對該錄入的語音進行模數轉換及降噪處理，然後提取語音特徵值發送給送電設備。編碼制式可使用PCM編碼(Pulse Code Modulation，脈衝代碼調製編碼)，其通過抽樣、量化、編碼三個步驟將連續變化的模擬信號轉化為數字編碼。
在該步驟中，降噪處理即在採集用戶錄入語音的音頻信息時，根據峰值剔除前後的空白段環境語音。可選的，受電設備可通過梅爾倒譜係數(Mel Frequency Cepstrum Coefficient，MFCC)提取語音特徵值。
MFCC的分析基於人類聽覺機理，具有較高的識別率和較好的魯棒性，Mel頻率表達了一種常用的從語音頻率到感知頻率的對應關係；通常包括下述的預加重、加窗、FFT(快速傅立葉變換)、Mel濾波、DCT(離散餘弦變換)變換及歸一化等處理。在實際應用中，一般對Mel頻率進行如下近似：
其中頻率f的單位是Hz，梅爾頻率FMel的單位是Mel，α為線性變換係數；
因為當數據在低頻處的強度高於高頻處，不利於處理，所以需要通過高通濾波器濾去低頻部分，突出高頻部分，同時消除發聲過程中聲帶和嘴唇的效應，來補償語音信號受到發音系統所抑制的高頻部分，也為了突出高頻的共振峰。即預加重處理：
S[n]＝S[n]-0.95*S[n-1]
其中，S[n]為第n幀的頻率。
由於分幀的下一步是FFT處理，為了保證FFT在每幀的端點處不會發生突變，需要對每幀加窗處理：
w[n]＝0.54-0.46*cos(2πb/M)
M為幀長，w[n]為第n幀的加窗處理結果。
計算各幀信號的FFT。
三角帶通Mel濾波器響應輸出：
其中k為待變換頻率，f(m)為當前濾波器組的分布，Hm(k)為梅爾濾波器組的響應。
DCT變換：
c[i]表示MFCC的第n維特徵參數，S[i]為濾波器係數，L為濾波器階數。
歸一化：
cnormalized(i)＝c(i)-Mrecording
其中，Mrecording為MFCC所有特徵參數的均值，cnormalized(i)為MFCC歸一化後的結果。
步驟S3、送電設備通過集成的語音識別模塊將當前所接收的語音特徵值與本地記錄的語音特徵值進行相關性比較，當比較結果一致時，向送電設備開啟無線送電，直至送電設備充滿電。反之，當送電設備通過集成的語音識別模塊比較得出當前所接收的語音特徵值與本地記錄的語音特徵值不一致時，提示受電設備語音識別失敗並以充電線進行充電。其中，優選的，在進行語音特徵值相關性比較式時，可以基於用戶前後次序的同一語音內容進行相關性比較，比較該同一內容的前後音頻的頻譜特徵是否近似，並設置近似的估值範圍，例如，兩者近似度超過80％即可由該語音識別模塊判斷當前所接收的語音特徵值與本地記錄的語音特徵值一致；因此，當比較的前後語音內容不一致時，通常可快速識別出當前所接收的語音特徵值與本地記錄的語音特徵值一致。當然，作為一種變形，在其他場景中，也可以基於前後次序的不同內容去提取用戶的音色等音頻特徵，進而進行近似度的比較，通常，比較的對象不一樣，相應的比較算法也不一樣，具體可視語音識別模塊的軟硬體資源進行確定。
在該步驟中，可選的，語音識別模塊在進行相關性比較時，採用基於皮爾森相關係數的相關性比較方法，主要的計算公式如下：
其中，ρx,y為計算所得出的皮爾遜相關係數，x和y為兩組需要計算相關性的長度為n的數組，xi和yi分別為x和y數組中的第i個數據，和分別為x和y數組中數據的平均值。
本實施例可採用電磁感應進行充電，具體的，送電設備將電流轉換成磁場並從空間中傳輸出去，受電設備負責將接收到的磁能轉換為電能。
進一步的，當本實施例中的送電設備以一對多的方式與至少兩個受電設備進行無線充電時，其可以通過無線鏈路獲取個設備的編碼，並預先存儲各設備編碼與所記錄語音特徵值的對應關係。其中，該送電設備在與新的受電設備首次建立無線鏈路後，對首次接收的語音特徵值只記錄不進行相關性比較。
綜上，本實施例提供的無線充電的語音開啟方法，通過語音識別來監管無線充電的投放，提高了系統的安全性。
實施例2
與上述方法實施例相對應的，本實施例公開一種無線充電系統，無線充電的兩端分別為送電設備和受電設備，送電設備與受電設備建立有無線連接，且送電設備集成有語音識別模塊，受電設備用於在建立與送電設備的無線連接後，錄入用戶的語音，並對該錄入的語音進行模數轉換及降噪處理，然後提取語音特徵值發送給送電設備；送電設備用於：通過語音識別模塊將當前所接收的語音特徵值與本地記錄的語音特徵值進行相關性比較，當比較結果一致時，向送電設備開啟無線送電，直至送電設備充滿電。
本實施例中，可選的，送電設備與受電設備以藍牙或WIFI連接。
具體實現時，受電設備可通過梅爾倒譜係數提取語音特徵值，語音識別模塊在進行相關性比較時，可採用基於皮爾森相關係數的相關性比較方法。
此外，當該系統的送電設備以一對多的方式與至少兩個受電設備進行無線充電時，可通過無線鏈路獲取個設備的編碼，並預先存儲各設備編碼與所記錄語音特徵值的對應關係；其中，該送電設備在與新的受電設備首次建立無線鏈路後，對首次接收的語音特徵值只記錄不進行相關性比較。
綜上，本實施例提供的無線充電系統，通過語音識別來監管無線充電的投放，提高了系統的安全性。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。