[發明專利]一種智能家居語音控制系統及其語音識別方法

在審

• 申請號: 201710176944.8
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106898353A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 何月順
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G10L15/26
• 分類號: G10L15/26;G10L19/00;H04L12/28
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司35218
• 代理人: 方惠春

1.一種智能家居語音控制系統，其特征在于，通過麥克風拾取聲音信號，并經AD轉換電路完成模數轉換后送到語音處理模塊，經語音處理模塊完成編解碼過程后分成兩路，一路直接送控制器，控制器采用語音識別算法進行運算；另一路送到DA轉換電路進行數模轉換后送功率放大電路放大，放大后的語音信號通過揚聲器對外輸出；所述語音處理模塊還為控制器、AD轉換電路、DA轉換電路、功率放大電路供電。

2.根據權利要求1所述的智能家居語音控制系統，其特征在于，所述控制器采用芯片OMAP3530。

3.根據權利要求1所述的智能家居語音控制系統，其特征在于，所述語音處理模塊采用集電源管理、ADC、嵌入式電源控制和全功能音頻編解碼器于一體的芯片TPS65930。

4.根據權利要求1所述的智能家居語音控制系統，其特征在于，所述語音識別算法采用語音識別軟件應用系統，具體包括語音信號采集模塊、基于DMA的雙向高速RAM存取模塊、語音識別模塊、系統管理模塊和語音輸出模塊。

5.根據權利要求3或4所述的智能家居語音控制系統，其特征在于，所述系統管理模塊負責系統的總體管理調度，是應用系統的調度中心。

6.根據權利要求3或4所述的智能家居語音控制系統，其特征在于，所述語音信號采集模塊負責控制芯片TPS65930。

7.根據權利要求3或4所述的智能家居語音控制系統，其特征在于，所述基于DMA的雙向RAM存取模塊負責實現DMA驅動及雙向RAM的讀寫存取，使用通道1來實現高速地把語音信號采集到的數據存儲到RAM存儲模塊上，并使用通道2實現高速地把RAM存儲模塊上的數據取出來，用于語音的識別。

8.根據權利要求3或4所述的智能家居語音控制系統，其特征在于，所述語音輸出模塊負責把相應的音頻數據送到芯片TPS65930，并控制芯片TPS65930對接收到的音頻解碼輸出到功率放大電路，實現語音輸出的功能。

9.一種應用于如權利要求4所述的智能家居語音控制系統的語音識別方法，其特征在于，所述語音識別模塊采用如下方法對語音進行識別：（1）將智能家居電器的語音控制功能與相應的語音信息建立對應關系；（2）控制器接收到語音處理模塊送來的語音信號，此時的語音信號已經被語音處理模塊進行了解碼，控制器將上述解碼后的語音信號進行傅里葉變換，從而將上述語音信號從時間域變換到頻率域；（3）對上述頻率域的頻譜進行劃分，提取劃分后每個小方格的梯度直方圖特征，劃分的個數在識別效率和識別精度間取平衡；建立與RAM存儲模塊上預存儲語音對象相適應的基于數值估計的模型，根據所述梯度直方圖特征計算每個小方格對應于該模型的評分；采用下式計算每個小方格對應于所述模型的局部評分：

Sk(I,gi,pk)＝wk*φ(I,gi)

其中，I表示當前語音信息，gi表示當前語音信息中第i個小方格，pk表示所述模型的第k個部位，φ(I,gi)表示當前語音信息中小方格gi的梯度直方圖特征；

針對所述模梯度直方圖特征，篩選幾個局部評分較高的小方格，篩選的個數在識別效率和識別精度間取平衡；

對篩選出的小方格進行組合，結合組合中每個小方格的局部評分和小方格間的空間邏輯關系，計算每種小方格組合的全局評分；

將最高的全局評分與閾值比較，若超出所述閾值則判定語音中存在待識別的語音信息；

（4）根據識別出來的語音信息指令，根據（1）中所述的對應關系，控制相應的執行機構工作；實現智能語音控制功能。