[發明專利]基于語音模糊識別技術的智能家居語音控制系統及方法

在審

• 申請號: 201710105528.9
• 申請日: 2017-02-26
• 公開（公告）號: CN106847281A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 程前
• 申請（專利權）人: 上海新柏石智能科技股份有限公司
• 主分類號: G10L15/22
• 分類號: G10L15/22;G10L15/06;G10L15/00;G10L17/22;G10L25/24;G10L25/48;G10L25/51
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 張寧展

技術領域

本發明屬于智能家居控制系統技術領域，具體地，涉及一種基于語音模糊識別技術的智能家居語音控制系統及方法，利用語音控制，實現對智能家居系統中電氣設備及場景模式等的自動化控制。

背景技術

智能家居系統經過多年的發展，至今已形成了種類齊全、穩定可靠的電氣設備。但家用電氣設備的種類繁多且生產廠家各不相同，這些不同的設備廠家又各自遵循不同的標準化接口協議進行產品研發和推廣，目前市場上普及較多的如：EIB/KNX協議、MODBUS協議、BacNet協議、Lonworks協議、RTSP協議、HomeKit框架協議、AllJoyn框架協議、OIC框架協議等。這些協議或通訊框架適用于不同的硬件設備，在整體的家居自動化控制系統中，往往需要搭建多種多樣的硬件設備進行功能實現。常見的如：MODBUS空調+EIB/KNX燈光+EIB/KNX智能面板+RTSP網絡攝像頭+Homekit手機APP。

這就使得家居自動化控制系統在建設過程中，必須通過支持多種不同協議框架的網關設備進行轉發與控制，在此基礎上，通過軟件開發手段，對網關設備加入數據收集及處理的能力，可將其描述為“智能家居系統主機”，用戶通過對接主機，即可實現對多種系統的集中智能化控制，系統邏輯關系如圖1所示。

隨著移動互聯網技術及智能化手機的普及，當前市場上所銷售智能化控制系統，在用戶交互層主要采用手機APP的方式實現，如美國Savant,Crestron，國內小米、海爾等。APP風格大相徑庭，但綜其根本，可分為兩類。

第一類，通過為不同類型的設備生成不同的交互控件，如空調的溫度調節滑條、窗簾的開關停按鍵、監控攝像頭的云臺控制方向鍵等，來實現點按式控制。如圖2所示。

此類系統實際上是將傳統物理按鍵遙控器進行了手機APP模擬化，相比單一遙控器具備了集中控制的功能，但是操作過于復雜，同時帶來了諸多問題，如不具備物理按鍵的觸感，極易導致誤操作；老人小孩的使用，有一定困難。

第二類，為解決APP點按式操作帶來的問題，各別廠商推出了語音控制的解決方案，通過為不同類型的設備預制標準格式的語音控制指令，實現用戶通過手機語音進行設備控制。這些廠商如：AppleHomekit(Siri)，AmazonEcho等。

此類系統基于STT(Speech to Text語音轉文本)技術，采用了字符串匹配的形式，實現語音控制，其系統邏輯如圖3所示。

STT技術需要對語音進行解析，轉換對應文本信息，此類算法有較高的計算量需求，多通過構建云服務器，調用API的形式實現，此類技術(STT技術)目前世界范圍內，主要有以下公司從事開發研究：國內如科大訊飛、云之聲主要針對漢語(含方言)進行研究，國外如：Google,Amazon,IBM主要針對西語系(英語、法語、德語等)進行研究。

該方案同樣也存在諸多問題：

1、因為需要將語音信號轉換為對應的文本內容，因此對于解決跨語言、方言、口音等問題，具有極大的局限性；

2、對于整體系統來講，除STT環節外，還需要在“字符串理解”環節，投入較大的開發量，從文本內容上，明確區分理解用戶的需求：<打開/關閉><具體某房間><具體某設備>；

3、需要由系統設計人員預先配置語音控制的指令內容或規則，培訓用戶使用方法，對于規則外的語音指令(文本內容)無法理解、無法執行；

4、網絡調用API對用戶語音內容的隱私性，無法很好地確保；

5、對于系統安全性來講，無法識別語音指令的輸入人身份，只要指令內容STT識別正確，均會達到控制效果。

智能家居市場的發展，一定需要建立在便捷、高效的操控體驗基礎上。目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足，本發明的目的是提供一種基于語音模糊識別技術的智能家居語音控制系統及方法，該控制系統及方法應用于智能化家居系統的用戶交互層，通過語音模糊識別技術，實現智能家居系統自學習功能，支持用戶的自定義語音指令；解決跨語音、方言、口音識別問題；利用語音的特征向量提取實現聲紋采集，識別說話人身份，提高系統安全性。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的。

根據本發明的一個方面，提供了一種基于語音模糊識別技術的智能家居語音控制系統，包括：

-樣本采集模塊，用于采集用戶語音指令；