[实用新型]音频交互系统

权利要求书

1.一种音频交互系统，包括：音频采集模块、模数转换模块、WiFi模块和音频输出模块，其特征在于，还包括：现场可编程门阵列FPGA主板、信息存储模块；

所述信息存储模块，与所述FPGA主板相连，用于存储所述FPGA主板工作所需的文件信息；

所述FPGA主板包括：与所述模数转换模块相连的可编程音频处理电路、分别与所述信息存储模块和所述WiFi模块相连的第一处理器、与所述第一处理器相连的第二处理器；

所述FPGA主板，分别与所述模数转换模块及所述WiFi模块相连，用于对所述模数转换模块传输的原始音频数据进行音频处理形成目标音频数据；还用于基于获得的相关文件信息在确定所述WiFi模块的网络状况异常时离线识别所述目标音频数据，形成音频识别文本，并获得所述音频识别文本的音频应答文本；

所述音频输出模块，与所述FPGA主板相连，用于播放所述FPGA主板基于所述音频应答文本合成的应答语音信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：上位机；

所述上位机，与所述FPGA主板相连，用于接收所述FPGA主板在网络状况异常时形成的音频识别文本，生成音频应答文本和语音合成命令，并发送至所述FPGA主板，以使所述FPGA主板合成应答语音信号。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述FPGA主板，包括：

单刀双掷开关；

所述可编程音频处理电路，用于接收所述模数转换模块的原始音频数据，并进行降噪、滤波和回声消除处理形成目标音频数据；

所述单刀双掷开关包括：输入端、带控制端口的开关片、第一输出端和第二输出端；所述输入端与所述可编程音频处理电路的输出端相连，所述控制端口及所述第一输出端均与所述第一处理器相连，所述第二输出端与所述第二处理器相连，用于通过所述第一处理器对所述开关片的控制，控制所述目标音频数据的输出流向；

所述第一处理器，用于根据获取的相关文件信息判断所述WiFi模块的网络状况异常时，生成离线识别命令，并控制所述开关片与所述第二输出端连通；

所述第二处理器，用于在接收到所述离线识别命令后对所述目标音频数据进行离线识别，生成音频识别文本，并发送至所述第一处理器；

所述第一处理器，还与所述上位机及所述音频输出模块相连，用于获得所述上位机发送的音频应答文本和语音合成命令，并合成应答语音信号传输至所述音频输出模块播放。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：仿真下载器；

所述仿真下载器，通过所述FPGA主板上的编程端口与所述可编程音频处理电路相连，用于向所述可编程音频处理电路提供硬件升级所需的编程信息；

所述可编程音频处理电路，用于根据所述编程信息进行硬件电路升级，以在所述第二处理器对所述目标音频数据进行离线识别时，协助所述第二处理器进行离线识别运算。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：云端音频识别模块；

所述云端音频识别模块，与所述WiFi模块相连，用于接收和识别所述第一处理器判断所述WiFi模块网络状况良好后发送的目标音频数据，并通过所述WiFi模块向所述第一处理器发送所述目标音频数据的音频应答文本；

所述上位机，与所述云端音频识别模块建立通信连接，用于在接收到所述云端音频识别模块反馈的识别完成信息后，向所述第一处理器发送所述音频应答文本的语音合成命令，以使所述第一处理器合成应答语音信号。

6.根据权利要求1-5任一所述的系统，其特征在于，所述音频采集模块为麦克风阵列；

所述音频输出模块为扬声器。

7.根据权利要求1-5任一所述的系统，其特征在于，所述模数转换模块通过I2S接口向所述FPGA主板传输所述原始音频数据；

所述FPGA主板通过I2C接口控制所述模数转换模块的工作模式和/或采样频率。

8.根据权利要求1-5任一所述的系统，其特征在于，所述信息存储模块为Nand Flash存储器；

所述FPGA主板通过eMMC接口与所述Nand Flash存储器相连。

9.根据权利要求2-5任一所述的系统，其特征在于，所述FPGA主板通过第一串行通用总线USB接口与所述WiFi模块相连；

所述FPGA主板通过第二USB接口与所述上位机相连。

10.根据权利要求1-5任一所述的系统，其特征在于，所述音频输出模块播放的应答语音信号经过反馈电路后作为回声消除参考信号；

所述音频采集模块采集的原始音频信号包括用户语音信号及所述回声消除参考信号。