[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种语音识别控制装置及语音识别控制方法,特别涉及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语音识别控制方法。

背景技术

目前，消防员或抢险救护人员在充满浓烟、毒气、蒸汽或缺氧等高危环境下使用正压式空气呼吸器进行灭火、抢险救灾和救护工作时，均不能直接实现语音通信，在实际应用中无法完成诸多任务，更无法进行有效沟通和协作以及指挥，从而耽误抢险救援时机，造成严重后果。

在使用正压式空气呼吸器的语音通信这个领域中，已有的传统语音传输解决方案是通过头骨震动或喉部震通信装置来传输语音。人体发声时，会相应引起头骨或喉部震动，这个震动信号通过专用语音芯片就可转换成语音。讲话时需要压住佩戴在身上的 PTT语音开关触发通话，才能把语音发出。无法在救援现场环境中解放自己的双手，且对使用者有一定的要求。因此在实际工作过程中很难实现方便快捷的语音通信，从而耽误救援时机，造成严重后果。

同时，上述方案存在以下严重缺陷：A、佩戴要严格按要求佩戴，需要紧贴头顶或喉部，这样就使佩戴者感觉不舒服；B、对使用者讲话发音、语速有一定要求；C、在工作时，如双手被占用，那么这种装置将无法使用，将失去它原有的功效，而成为负担；D、传送的语音不清晰，容易误解。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种高效的在高危环境中无需手动操作，通过语音控制即可实现即时通信，使语音更加准确清晰，有效增强团队沟通能力的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语音识别控制方法。

本发明所采用的技术方案是：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内或狭小密闭空间内的无线送话器、与所述无线送话器无线连接的无线语音通信智能控制器及与所述无线语音通信智能控制器相连接的对讲机；所述无线送话器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及与所述麦克风信号连接的无线信号处理发射模块；所述无线语音通信智能控制器包括与所述无线信号处理发射模块相适配的无线接收模块及与所述无线接收模块信号连接的处理器，所述对讲机与所述处理器信号连接。

进一步，所述处理器包括与所述无线接收模块信号连接的音频采集模块、与所述音频采集模块信号连接的音频处理模块、与所述音频处理模块信号连接的语音发送模块，所述语音发送模块与所述对讲机信号连接。

进一步，所述音频处理模块包括音频滤波电路、音频补偿电路、音频校正电路和音频识别电路。

进一步，所述麦克风上设置有低能量吸音防水膜。

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包括如下步骤：

a、正压式空气呼吸器或狭小密闭空间内的音频经过低能量吸音防水膜11吸收过滤后达到所述麦克风，所述麦克风将后续的音频信号通过所述无线信号处理发射模块全部发送到所述无线语音通信智能控制器；

b、所述音频采集模块对所述无线接收模块接收的信号进行采集，然后所述音频采集模块再将采集到的音频包发送给所述音频处理模块，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；

d、所述语音发送模块接收到清晰的语音信号后，将自动打开对讲机语音PTT通话开关，无需手动操作，并将清晰的语音信号发送给所述对讲机，通过对讲机发送出去。

进一步，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→信号输出，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。

进一步，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。

进一步，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。