[发明专利]一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置及方法

权利要求书

1.一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置，其特征在于：所述一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置包括安装在正压式空气呼吸器面罩内或狭小密闭空间内的无线送话器（1）、与所述无线送话器（1）无线连接的无线语音通信智能控制器（2）及与所述无线语音通信智能控制器（2）相连接的对讲机（3）；所述无线送话器（1）包括安装在正压式空气呼吸器面罩内或狭小密闭空间内的麦克风（4）及与所述麦克风（4）信号连接的无线信号处理发射模块（5）；所述无线语音通信智能控制器（2）包括与所述无线信号处理发射模块（5）相适配的无线接收模块（6）及与所述无线接收模块（6）信号连接的处理器（7），所述对讲机（3）与所述处理器（7）信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置，其特征在于：所述处理器（7）包括与所述无线接收模块（6）信号连接的音频采集模块（8）、与所述音频采集模块（8）信号连接的音频处理模块（9）、与所述音频处理模块（9）信号连接的语音发送模块（10），所述语音发送模块（10）与所述对讲机（3）信号连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置，其特征在于：所述音频处理模块（9）包括音频滤波电路、音频补偿电路、音频校正电路和音频识别电路。

4.根据权利要求3所述的一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置，其特征在于：所述麦克风（4）上设置有吸收低能量的吸音防水膜（11）。

5.一种如权利要求4所述的一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置的语音识别控制方法，其特征在于：该语音识别控制方法包括如下步骤：

a、正压式空气呼吸器面罩内或狭小密闭空间内的音频经过吸收低能量的吸音防水膜（11）吸收过滤后达到所述麦克风（4），所述麦克风（4）将后续的音频信号通过所述无线信号处理发射模块（5）全部发送到所述无线语音通信智能控制器（2）；

b、所述音频采集模块（8）对所述无线接收模块（6）接收的信号进行采集，然后所述音频采集模块（8）再将采集到的音频包发送给所述音频处理模块（9），所述音频包包括呼吸声、语音、噪音及各种音频的反射所形成的混响；

c、所述音频处理模块（9）对音频包进行计算分析校正处理，将语音信号从这些混合信号有效的区分开，最终将保留清晰的语音信号发送至所述语音发送模块（10）；

d、所述语音发送模块（10）接收到清晰的语音信号后，自动打开所述对讲机（3）的语音PTT通话开关，无需手动操作，并将该语音通过所述对讲机（3）发送出去。

6.根据权利要求5所述的一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置的语音识别控制方法，其特征在于：所述音频处理模块（9）采用语音自动检测算法，所述语音自动检测算法包括如下流程：信号输入→预处理→傅里叶变换→语音与噪声能量计算→VAD判断器→平滑滤波→信号输入，其中在预处理后的信号部分进行过零率计算，再将过零率计算后的数值输送至所述VAD判断器；另外初始化信号进入前帧状态，然后再进行自适应阈值计算和平滑滤波处理，自适应阈值计算再输入能量计算部分和VAD判断器；上述平滑滤波处理后部分信号进入前帧状态部分。

7.根据权利要求6所述的一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置的语音识别控制方法，其特征在于：所述预处理包括信号解码、分帧以及利用带通滤波消除由信号采集时造成的噪声。

8.根据权利要求6所述的一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置的语音识别控制方法，其特征在于：所述语音自动检测算法需要用到的阈值包括语音信号的最低频率V_Low_Freq、最高频率V_High_Freq；噪声信号的最低频率N_Low_Freq、最高频率N_High_Freq；过零率TH_ZCR；最低语音信号能力TH_Energy。

9.根据权利要求7所述的一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置的语音识别控制方法，其特征在于：为了消除检测错误，将前帧信号和当前信号进行平滑滤波处理，处理完之后，进一步更新前帧信号状态，同时将新的状态输入自适应阈值计算模块，重新计算各个阈值。

10.根据权利要求5所述的一种用于正压式空气呼吸器和狭小密闭空间的语音识别控制装置的语音识别控制方法，其特征在于：所述无线信号处理发射模块（5）和所述无线接收模块（6）之间采用2.4G频段跳频技术，避免了其它信号的干扰，再通过一对一的通信方式，有效保证了语音通信的可靠性，不会发生中断和其它干扰。