智能音箱語音子系統設計應注意什麼？專家揭秘

在7月18日上午的「智能音箱產品語音子系統探秘」潤欣科技研發工程師張平和潤欣科技現場應用工程師周海霞介紹了智能音箱語音子系統設計的注意事項。

智能音箱的系統架構主要有三大子系統：CPU處理器核心子系統、無線通信子系統、語音子系統。除了CPU處理器子系統之外，無線通信子系統和語音子系統都是外圍非常重要的子系統。

智能音箱三大子系統

周海霞以JBL音樂魔方2為例分析了智能音箱的語音子系統。她表示，JBL音樂魔方2的主板系統架構由人工智慧DSP音頻晶元、Wi-Fi、藍牙、麥克風、功放、揚聲器、電源管理系統組成。這些部件使JBL音樂魔方2具備多重優勢：瑞昱高度整合多麥克風語音處理方案輕易升級；各種產品與應用實現語音控制、語音互動或語音喚醒功能；ALC5680免持(0m~ 3m)應用雙麥克風處理解決方案。相對於Codec的語音系統方案，DSP可以減輕ARM處理器的負擔，是低功耗產品的最佳選擇。

另外，在設計智能音箱語音子系統需要注意哪些細節？張平和周海霞主要從9個方面進行了闡述。詳細內容見下圖：

在語音子系統中的聲學設計中設計者需要注意以上幾點

廠商積極布局智能音箱並拓展其在各種場景的應用，實際上是廠商在搶佔物聯網的入口。在物聯網時代萬物互聯，通過智能音箱的語音交互系統，用戶無須在電腦和手機上做任何設置，即可實現智能組網、紅外控制等功能。在未來，一句話控制家電、門窗、衛浴等都將成為現實。智能音箱作為切入智能家居的入口，成為廠商關注的焦點。

當前，中低端和部分高端智能音箱已經覆蓋大眾消費群體。

據介紹，從技術的角度來說，判斷一個無線智能音箱是高端還是低端，是要根據主控的功能和性能來分辨，主要表現為：麥克風采樣陣列中麥克風的數量、性能，是否有DSP，以及ARM處理器的能力等。比如，支持音頻格式多、播放音質好、無線傳輸快、語音識別效果好、功耗比較低、外觀設計美等優勢，這些都是高端智能音箱產品的特性。一些低端的智能音箱產品，配備1-2個麥克風，採用較低端的處理器，成本非常低且價格也很便宜，已經覆蓋到大眾消費群體中。

此外，他們還表示，目前「DSP識別，低功耗語音助手，移動攜帶型麥克風」是智能音箱的研究方向之一。當前，智能音箱系統的主流解決方案商主要有十多家，應用方面主要以全志 rockchip MTK為主。

值得注意的是，當前已經有帶屏幕智能音箱出現。有些人認為，智能音箱應該是純語音交互的產品，屏幕功能的出現似乎與其它產品有些雷同，這意味著當前的語音交互體驗還不夠好。對此，張平和周海霞均表示，在某些場合，屏幕可以表達更多信息。屏幕在智能音箱上的出現，是仁者見仁智者見智。他們也強調，帶屏幕的智能音箱更多的是給客戶多一個視覺效果，主要是看市場定位，這並不意味著智能音箱的語音功能不夠好。

以智能音箱鼻祖亞馬遜Echo為例，2014年11月亞馬遜推出了植入了智能語音交互技術的Echo智能音箱，其用了兩年時間才使得銷量突破1000萬台。而在2017年下半年-2018年11月，其銷量激增並累計突破了4200萬台。

在中國，智能音箱市場在近幾年興起。從2018年我國智能音箱開始起量，到去年年底出貨量就已經累計突破2000萬台。以百度、阿里、小米為代表的智能音箱三巨頭在2019年Q1的出貨量累積就已經達到970萬台。

觀察以上數據可推斷出，當前智能音箱正處於上升階段。同時，廠商也在不停探索智能音箱的應用場景。結合最近的垃圾分類話題，以部分智能音箱已經具備幫助用戶進行垃圾分類的能力。用戶如果向智能音箱詢問「XXX是什麼垃圾？」，它會回答「XXX是干垃圾/濕垃圾/有害垃圾/可回收垃圾」。這對於一些不太清楚垃圾分類的用戶來說具有非常重要的參考意義。

不過，各種應用場景的積極探索也反映出智能音箱的盈利模式尚未明確。當下廠商入局智能音箱，更重視的是其在未來作為智能家居入口的功能。廠商認為，只要佔領了智能音箱市場，就有機會成為智能家居行業的領導者。如何找到明確的盈利模式，讓其具備更多的附加值，而並非僅是智能家居入口，是該產業是否能長盛不衰的關鍵。

智能語音子系統開源硬體實例1

智能語音子系統開源硬體實例 2

智能語音子系統開源硬體實例3

智能語音子系統開源硬體實例 4

智能語音子系統開源硬體實例 5

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