[發(fā)明專利]一種智能語(yǔ)音交互機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710579708.0
• 申請(qǐng)日: 2017-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN107146619B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 臧紅彬;周穎玥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G10L15/22
• 分類號(hào): G10L15/22;G10L15/10;B25J11/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 沈強(qiáng)

1.一種智能語(yǔ)音交互機(jī)器人，包括底部支撐架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一腔體、第二腔體、控制系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在底部支撐架上且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過底部支撐架能帶動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，所述第一腔體、第二腔體相連構(gòu)成機(jī)器人主體，所述機(jī)器人主體設(shè)置在底部支撐架上；

其特征在于，所述第二腔體上對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)第三腔體，所述第一腔體、第二腔體、第三腔體分別為中空結(jié)構(gòu)；

所述第一腔體的空腔內(nèi)設(shè)置有第一支撐架，所述第一支撐架與底部支撐架相連，所述第一腔體側(cè)壁上分別設(shè)置有第一語(yǔ)音播放裝置、第一空腔，所述第一腔體下方設(shè)置有第一隔音板，所述第一腔體的第一空腔內(nèi)從下至上依次設(shè)置有上隔音抽屜、下隔音抽屜且第一支撐架能夠分別為上隔音抽屜、下隔音抽屜提供支撐，所述第一隔音板位于底部支撐架與下隔音抽屜之間；

所述第一腔體與第二腔體之間設(shè)置有第二隔音板，所述第三腔體上分別設(shè)置有第三語(yǔ)音播放裝置、與第三語(yǔ)音播放裝置相配合的喇叭孔、語(yǔ)音識(shí)別裝置，所述第三腔體呈球形，所述第三語(yǔ)音播放裝置為兩個(gè)且分別設(shè)置在第三腔體上，所述喇叭孔為若干個(gè)且喇叭孔呈扇形環(huán)帶狀，所述語(yǔ)音識(shí)別裝置位于第三語(yǔ)音播放裝置之間；

所述控制系統(tǒng)分別與第一語(yǔ)音播放裝置、第三語(yǔ)音播放裝置、語(yǔ)音識(shí)別裝置相連；

所述智能語(yǔ)音交互機(jī)器人實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互的方法包括如下步驟：

(一)判斷語(yǔ)音輸入類型

1)判斷語(yǔ)音輸入類型，若為輸入輸出雙向識(shí)別系統(tǒng)，則執(zhí)行步驟(二)，若為輸入單向識(shí)別系統(tǒng)，則執(zhí)行步驟(三)；

(二)預(yù)定義輸入輸出雙向識(shí)別系統(tǒng)；

2)預(yù)定義語(yǔ)音輸出表，并根據(jù)預(yù)定義語(yǔ)音輸出表采集語(yǔ)音播放裝置組成輸出樣本集和輸出測(cè)試集；

3)預(yù)定義語(yǔ)音詞匯表，并根據(jù)該語(yǔ)音詞匯表采集語(yǔ)音樣本數(shù)據(jù)組成輸入樣本集和輸入測(cè)試集；

4)分別對(duì)輸出樣本集內(nèi)的N個(gè)語(yǔ)音樣本、輸入樣本集內(nèi)的M個(gè)語(yǔ)音樣本全排列，得到N！M！個(gè)排列；分別將每一個(gè)排列輸入訓(xùn)練系統(tǒng)中，得到一個(gè)訓(xùn)練好的語(yǔ)音矢量中心；最后求出N！M！個(gè)語(yǔ)音矢量中心的平均矢量和方差參數(shù)，得到最終的語(yǔ)音訓(xùn)練模板；其中，N、M為大于1的整數(shù)；

5)同時(shí)使用輸出測(cè)試集、輸入測(cè)試集中的語(yǔ)音樣本作為待測(cè)語(yǔ)音進(jìn)行測(cè)試，得到不同語(yǔ)音樣本下的魯棒性程度，包括每個(gè)語(yǔ)音樣本的正確識(shí)別率和語(yǔ)音樣本平均正確識(shí)別率；

6)按照語(yǔ)音樣本正確識(shí)別率的大小對(duì)語(yǔ)音樣本進(jìn)行排序，選擇單詞正確識(shí)別率大于平均正確識(shí)別率的語(yǔ)音樣本組成雙向候選詞匯表；

7)針對(duì)雙向候選詞匯表，再次使用步驟4)訓(xùn)練語(yǔ)音模板，得到各個(gè)語(yǔ)音模板的平均矢量μ1和平均方差σ1；

8)當(dāng)待測(cè)語(yǔ)音輸入時(shí)，計(jì)算待測(cè)語(yǔ)音與各語(yǔ)音模板的匹配距離，選擇最小匹配距離對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音模板為識(shí)別結(jié)果；

9)輸出待測(cè)語(yǔ)音的識(shí)別結(jié)果；

(三)預(yù)定義輸入單向識(shí)別系統(tǒng)；

10)對(duì)步驟3)內(nèi)輸入樣本集內(nèi)的M個(gè)語(yǔ)音樣本全排列，得到M！個(gè)排列；分別將每一個(gè)排列輸入訓(xùn)練系統(tǒng)中，得到一個(gè)訓(xùn)練好的語(yǔ)音矢量中心；最后求出M！個(gè)語(yǔ)音矢量中心的平均矢量和方差參數(shù)，得到最終的語(yǔ)音訓(xùn)練模板；其中，M為大于1的整數(shù)；

11)使用輸入測(cè)試集中的語(yǔ)音樣本作為待測(cè)語(yǔ)音進(jìn)行測(cè)試，得到相應(yīng)語(yǔ)音樣本的魯棒性程度，包括每個(gè)語(yǔ)音樣本的正確識(shí)別率和語(yǔ)音樣本平均正確識(shí)別率；

12)按照語(yǔ)音樣本正確識(shí)別率的大小對(duì)語(yǔ)音樣本進(jìn)行排序，選擇單詞正確識(shí)別率大于平均正確識(shí)別率的語(yǔ)音樣本組成單向候選詞匯表；

13)針對(duì)單向候選詞匯表，再次使用步驟10)訓(xùn)練語(yǔ)音模板，得到各個(gè)語(yǔ)音模板的平均矢量μ2和平均方差σ2；

14)當(dāng)待測(cè)語(yǔ)音輸入時(shí)，計(jì)算待測(cè)語(yǔ)音與各語(yǔ)音模板的匹配距離，選擇最小匹配距離對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音模板為識(shí)別結(jié)果；

15)輸出待測(cè)語(yǔ)音的識(shí)別結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能語(yǔ)音交互機(jī)器人，其特征在于，所述第一腔體上還設(shè)置有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有信號(hào)接收器、扶手中的一種或多種，所述信號(hào)接收器與控制系統(tǒng)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述智能語(yǔ)音交互機(jī)器人，其特征在于，所述信號(hào)接收器設(shè)置在第一支撐架上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能語(yǔ)音交互機(jī)器人，其特征在于，還包括與控制系統(tǒng)相連的顯示器，所述顯示器設(shè)置在第二腔體的側(cè)壁上，所述顯示器位于兩個(gè)第三腔體之間且語(yǔ)音識(shí)別裝置設(shè)置在顯示器下方。