[發明專利]一種語音交互智能家居系統及語音交互方法

有效

• 申請號: 201410046639.3
• 申請日: 2014-02-10
• 公開（公告）號: CN103745722B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 徐曉青;林銘鋒;李傳鋒;李紅瓊
• 申請（專利權）人: 上海金牌軟件開發有限公司
• 主分類號: G10L15/00
• 分類號: G10L15/00;G10L15/28;G10L19/02;G05B19/418
• 代理公司: 上海三方專利事務所31127
• 代理人: 吳干權,單大義

[技術領域]

本發明涉及智能家居技術領域，具體是一種能實現語音交互功能的智能家居系統及語音交互方法。

[背景技術]

隨著科技的發展，語音交互模塊被越來越多的應用到智能家居系統里面。考慮到智能家居的應用性、便捷性和小型化需求，目前應用于智能家居的語音交互系統基本都是使用嵌入式系統，這些嵌入式系統大都采用專門的語音識別芯片，如MCU，DSP和語音識別專用芯片，其存儲容量和運算速度都有一定的限制。在目前市場上的語音識別模塊中，基本都使用的非特定人語音識別模塊，但是這個模塊里面只能存儲50個詞條，存儲容量有限，并且每個詞條都是前期根據應用場景預先輸入進去的,比如“將臥室的燈打開”這句話可以是一個詞條，如果用戶說了一句“將臥室的燈”，這個語音識別模塊是識別不了的。除此之外，這種語音識別模塊也不能識別一些諸如嗯、啊的語氣詞。

同時，目前業界的智能家居語音交互系統都只能實現簡單的語音指令操作，這些語音指令，也都是前期預設在嵌入式系統中，如果用戶所說的語音不是系統預設的，系統就不能識別。

[發明內容]

本發明為了解決上述的嵌入式語音系統存儲容量和運算速度有限的問題，提供一種不僅能根據系統預設的語音指令進行操作以外，還可以讓系統根據用戶自己的語言使用習慣，學習用戶的語言，從而提高語音識別的正確性的語音交互智能家居系統及語音交互方法。

為了實現上述目的，提供一種語音交互智能家居系統,包括硬件端和服務器端，所述的硬件端由網關、ZigBee路由器和ZigBee終端節點組成，若干電器設備或傳感器都會接到ZigBee的終端節點上，每個ZigBee終端節點上都有Mic語音輸入模塊，用于采集用戶的語音模擬信息，并將其轉換成數字信息，通過ZigBee路由器傳輸給ZigBee協調器，所述的網關由ZigBee協調器、Wifi模塊、語音處理模塊和控制命令表模塊構成，ZigBee協調器在收到終端節點發來的語音信號之后，將收到的語音信號輸出給語音處理模塊進行語音識別，語音識別工作完成后，將識別的字符輸出給控制命令表模塊中進行查詢，找到語音信息想要操控的設備指令，然后將其輸出給ZigBee協調器，協調器再將控制指令下發給終端節點。

所述的語音處理模塊在語音識別過程中，遇到了語音處理模塊中沒有存儲的生詞的話，語音處理模塊會將沒有識別的語音通過Wifi模塊連接到以太網中，將其傳輸給WEB服務器，WEB服務器內部設有同樣的語音處理模塊，服務器端存儲的詞庫量比硬件端的詞庫量大，且不受嵌入式便攜設備的存儲容量的限制，就可以將沒有識別出的生詞識別處理，然后再通過以太網，將其生詞的詞條傳輸給用戶家中網關上的語音處理模塊，替換網關中從來沒用過的詞語。

所述的語音識別模塊需要增加額外的詞條庫，并采用輪詢調用的方式去詞條庫提取詞條，按順序每次提取50個詞條存儲到語音識別模塊中，同時為了增加語音識別的靈活性，將每個詞條都改成單個字、兩個、三個或者四個連詞；為了確保語音里面的所有字或詞語是否都已識別完全，沒有遺漏，所述的語音識別模塊采用頻譜分析方法識別語音識別模塊中字的個數。

所述的語音識別模塊頻譜分析方法如下：漢字是有聲母和韻母的，通過聲母頻譜序列庫與語音的頻譜分析圖比對，這樣就可以得到語音的漢字個數；漢字的聲母一共有23個，它們是b?p?m?f?d?t?n?l?g?k?h?j?q?x?zh?ch?sh?r?z?c?s?y?w,先將所有聲母的發音采集，經A/D模數轉換后，通過傅里葉頻譜分析，得到這23個聲母的頻譜圖，將其特征值存入聲母頻譜序列庫，之后在采集用戶的聲音信號時，也是先經過A/D模數轉換模塊將其轉換成數字信號，然后進行傅里葉頻譜分析，根據頻譜分析得到的特征值，與之前的聲母頻譜序列庫的頻譜特征值進行比對分析，提取出一句話中的所有聲母，從而得到語音的漢字個數，同樣的，對于一些常用的沒有聲母的漢字，就將其整個字的整帶頻譜存儲到零聲母頻譜序列庫中；對于漢字中的語氣詞，將其整帶頻譜存儲在語氣詞頻譜序列庫中，與頻譜分析得到的頻譜進行比對，從而完成語氣詞的識別。