本發(fā)明涉及智能家居的語音識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能家居的語音交互系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，家電也越來越多樣化，而傳統(tǒng)的家電都是通過采用遙控設(shè)備進(jìn)行控制，但是隨著家電類型的增多，其遙控設(shè)備也越來越多，特別是季節(jié)性使用的空調(diào)等設(shè)備，往往在不使用時(shí)將遙控設(shè)備放置起來后，在使用時(shí)卻很難找到，這樣顯得極為不方便。而且為了使得家電更加智能化，在傳統(tǒng)的家電中加入越來越多的功能，一旦功能增多其使用就變得更加復(fù)雜，而日常生活中由于老年人年齡偏大也容易忘記事情，對(duì)較為復(fù)雜的家電操作難以實(shí)現(xiàn)或者容易遺忘。

然而語音是我們溝通最為方便、快捷、自然的人際交流手段，通過采用最為自然的語音作為人與計(jì)算機(jī)交互的手段，使計(jì)算機(jī)能像人一樣，具有聽、說和理解的能力；因此通過一種語音交互方法使得我們?nèi)粘Ｉ顚?duì)智能家居設(shè)備的操作變得更加簡單、便捷是需要考慮的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能家居的語音交互系統(tǒng)及方法，解決了日常生活中對(duì)家電設(shè)備操作的不便以及老人不易會(huì)操作的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種智能家居的語音交互系統(tǒng)，它包括音頻信號(hào)采集模塊、音頻處理模塊、語音訓(xùn)練模塊、語音識(shí)別模塊、語音喚醒模塊、模型匹配模塊、adc轉(zhuǎn)換模塊、微處理器、存儲(chǔ)模塊、dac轉(zhuǎn)換模塊和語音播放模塊；

所述的音頻信號(hào)采集模塊與音頻處理模塊連接，用于采集用戶的發(fā)出的音頻信號(hào)；

所述的音頻處理模塊與語音訓(xùn)練模塊和adc轉(zhuǎn)換連接，用于將采集到的語音音頻信號(hào)進(jìn)行增益控制和eq調(diào)節(jié)處理；

所述的語音訓(xùn)練模塊與adc轉(zhuǎn)換模塊連接，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的語音進(jìn)行訓(xùn)練形成語音記憶方便下一次用戶語音交互時(shí)喚醒智能家居設(shè)備；

所述的adc轉(zhuǎn)換模塊與語音喚醒模塊和語音識(shí)別模塊連接，用于將音頻處理模塊處理后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

所述的語音識(shí)別模塊與模型匹配模塊連接，用于對(duì)采集到的語音音頻信號(hào)進(jìn)行識(shí)別并將信號(hào)傳輸?shù)侥Ｐ推ヅ淠K；

所述的語音喚醒模塊與微處理器連接，用于在用戶使用設(shè)備時(shí)通過設(shè)定好的語音音頻信號(hào)喚智能家居設(shè)備；

所述的模型匹配模塊與微處理器連接，用于在語音喚醒成功后對(duì)采集到的語音音頻信號(hào)進(jìn)行匹配，解析出信號(hào)的含義；

所述的微處理器與存儲(chǔ)模塊和dac轉(zhuǎn)換模塊連接，用于根據(jù)語音音頻信號(hào)完成或者執(zhí)行相應(yīng)的指令；

所述的存儲(chǔ)模塊用于對(duì)設(shè)備喚醒的語音音頻信號(hào)、執(zhí)行或者完成的語音指令和語義詞義庫進(jìn)行存儲(chǔ)；

所述的dac轉(zhuǎn)換模塊與語音播放模塊連接，用戶將微處理器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并通過語音播放模塊進(jìn)行播放。

所述的模型匹配模塊包括語音模型匹配單元和聲學(xué)模型匹配單元；所述的語音模型匹配單元和聲學(xué)模型匹配單元通過語音模型和聲學(xué)模型中的語音發(fā)音詞典在語音喚醒成功后對(duì)采集到的語音音頻信號(hào)解析成漢字，并與存儲(chǔ)模塊中的語義詞義庫進(jìn)行識(shí)別匹配。

系統(tǒng)能夠?qū)Χ鄠€(gè)用戶的語音進(jìn)行訓(xùn)練形成語音記憶，方便多個(gè)用戶能夠通過語音交互讓智能家居設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的指令。

一種智能家居的語音交互系統(tǒng)的交互方法，所述方法的步驟如下：

s1、采集語音音頻信號(hào)；

s2、判斷語音音頻信號(hào)是否喚醒智能家居設(shè)備；

s3、判斷語音識(shí)別匹配是否成功；

s4、根據(jù)語音指令完成任務(wù)。

所述s2的具體步驟如下：

s21、根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的喚醒詞進(jìn)行語音喚醒；

s22、如果喚醒成功，則進(jìn)行語音指令內(nèi)容匹配；

s23、如果喚醒不成功，則通過語音播報(bào)模塊進(jìn)行語音提醒，重新采集語音喚醒詞。

所述s3的具體步驟如下：

s31、對(duì)語音指令內(nèi)容的發(fā)音進(jìn)行識(shí)別并與語音模型和聲學(xué)模型中的語音發(fā)音詞典進(jìn)行逐個(gè)匹配，將語音指令中的內(nèi)容解析成漢字形式；

s32、將解析出的漢字詞組與存儲(chǔ)模塊中的語義詞義庫和智能設(shè)備能夠執(zhí)行的指令內(nèi)容進(jìn)行識(shí)別匹配，解析出指令的真正含義；

s33、判斷指令執(zhí)行是否成功。

所述s21的具體步驟如下：

s211、對(duì)采集到的語音喚醒詞進(jìn)行頻譜分析；

s212、對(duì)音色、音質(zhì)和音調(diào)與預(yù)先設(shè)置的語音喚醒詞進(jìn)行對(duì)比匹配。

所述s33的具體步驟如下：

s331、如果指令執(zhí)行成功，則通過語音播報(bào)模塊進(jìn)行播報(bào)；

s332、如果指令執(zhí)行不成功，則通過語音播報(bào)模塊提醒用戶重新確認(rèn)指令。

在執(zhí)行第一次任務(wù)指令之前還包括對(duì)用戶語音進(jìn)行訓(xùn)練形成語音記憶的步驟。

對(duì)用戶語音進(jìn)行訓(xùn)練形成語音記憶的具體步驟如下：

a1、用戶對(duì)準(zhǔn)音頻信號(hào)采集模塊進(jìn)行3-5次同樣的語音輸入；

a2、對(duì)采集到的用戶語音音頻信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，以及音色、音質(zhì)和音調(diào)的記憶確認(rèn)；

a3、將訓(xùn)練好的用戶語音形成記憶存入存儲(chǔ)模塊中。

本發(fā)明的有益效果是：一種智能家居的語音交互系統(tǒng)及方法，通過對(duì)用戶進(jìn)行語音訓(xùn)練形成語音記憶能夠有效防止其他非用戶語音對(duì)智能家居設(shè)備的錯(cuò)誤語音輸入的問題；通過設(shè)置語音喚醒能夠有效防止用戶不想指令智能家居設(shè)備時(shí)而造成的誤操作問題。

附圖說明

圖1為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種智能家居的語音交互系統(tǒng)，它包括音頻信號(hào)采集模塊、音頻處理模塊、語音訓(xùn)練模塊、語音識(shí)別模塊、語音喚醒模塊、模型匹配模塊、adc轉(zhuǎn)換模塊、微處理器、存儲(chǔ)模塊、dac轉(zhuǎn)換模塊和語音播放模塊；

所述的音頻信號(hào)采集模塊與音頻處理模塊連接，用于采集用戶的發(fā)出的音頻信號(hào)；

所述的音頻處理模塊與語音訓(xùn)練模塊和adc轉(zhuǎn)換連接，用于將采集到的語音音頻信號(hào)進(jìn)行增益控制和eq（均衡）調(diào)節(jié)處理；

所述的語音訓(xùn)練模塊與adc轉(zhuǎn)換模塊連接，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的語音進(jìn)行訓(xùn)練形成語音記憶方便下一次用戶語音交互時(shí)喚醒智能家居設(shè)備；

所述的adc轉(zhuǎn)換模塊與語音喚醒模塊和語音識(shí)別模塊連接，用于將音頻處理模塊處理后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

所述的語音識(shí)別模塊與模型匹配模塊連接，用于對(duì)采集到的語音音頻信號(hào)進(jìn)行識(shí)別并將信號(hào)傳輸?shù)侥Ｐ推ヅ淠K；

所述的語音喚醒模塊與微處理器連接，用于在用戶使用設(shè)備時(shí)通過設(shè)定好的語音音頻信號(hào)喚智能家居設(shè)備；

所述的模型匹配模塊與微處理器連接，用于在語音喚醒成功后對(duì)采集到的語音音頻信號(hào)進(jìn)行匹配，解析出信號(hào)的含義；

所述的微處理器與存儲(chǔ)模塊和dac轉(zhuǎn)換模塊連接，用于根據(jù)語音音頻信號(hào)完成或者執(zhí)行相應(yīng)的指令；

所述的存儲(chǔ)模塊用于對(duì)設(shè)備喚醒的語音音頻信號(hào)、執(zhí)行或者完成的語音指令和語義詞義庫進(jìn)行存儲(chǔ)；

所述的dac轉(zhuǎn)換模塊與語音播放模塊連接，用戶將微處理器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并通過語音播放模塊進(jìn)行播放。

所述的模型匹配模塊包括語音模型匹配單元和聲學(xué)模型匹配單元；所述的語音模型匹配單元和聲學(xué)模型匹配單元通過語音模型和聲學(xué)模型中的語音發(fā)音詞典在語音喚醒成功后對(duì)采集到的語音音頻信號(hào)解析成漢字，并與存儲(chǔ)模塊中的語義詞義庫進(jìn)行識(shí)別匹配。

系統(tǒng)能夠?qū)Χ鄠€(gè)用戶的語音進(jìn)行訓(xùn)練形成語音記憶，方便多個(gè)用戶能夠通過語音交互讓智能家居設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的指令。

一種智能家居的語音交互系統(tǒng)的交互方法，所述方法的步驟如下：

s1、采集語音音頻信號(hào)；

s2、判斷語音音頻信號(hào)是否喚醒智能家居設(shè)備；

s3、判斷語音識(shí)別匹配是否成功；

s4、根據(jù)語音指令完成任務(wù)。

所述s2的具體步驟如下：

s21、根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的喚醒詞進(jìn)行語音喚醒；

s22、如果喚醒成功，則進(jìn)行語音指令內(nèi)容匹配；

s23、如果喚醒不成功，則通過語音播報(bào)模塊進(jìn)行語音提醒，重新采集語音喚醒詞。

所述s3的具體步驟如下：

s31、對(duì)語音指令內(nèi)容的發(fā)音進(jìn)行識(shí)別并與語音模型和聲學(xué)模型中的語音發(fā)音詞典進(jìn)行逐個(gè)匹配，將語音指令中的內(nèi)容解析成漢字形式；

s32、將解析出的漢字詞組與存儲(chǔ)模塊中的語義詞義庫和智能設(shè)備能夠執(zhí)行的指令內(nèi)容進(jìn)行識(shí)別匹配，解析出指令的真正含義；

s33、判斷指令執(zhí)行是否成功。

所述s21的具體步驟如下：

s211、對(duì)采集到的語音喚醒詞通過fft（快速傅里葉變換）進(jìn)行頻譜分析；

s212、對(duì)音色、音質(zhì)和音調(diào)與預(yù)先設(shè)置的語音喚醒詞進(jìn)行對(duì)比匹配。

所述s33的具體步驟如下：

s331、如果指令執(zhí)行成功，則通過語音播報(bào)模塊進(jìn)行播報(bào)；

s332、如果指令執(zhí)行不成功，則通過語音播報(bào)模塊提醒用戶重新確認(rèn)指令。

在執(zhí)行第一次任務(wù)指令之前還包括對(duì)用戶語音進(jìn)行訓(xùn)練形成語音記憶的步驟。

對(duì)用戶語音進(jìn)行訓(xùn)練形成語音記憶的具體步驟如下：

a1、用戶對(duì)準(zhǔn)音頻信號(hào)采集模塊進(jìn)行3-5次同樣的語音輸入；

a2、對(duì)采集到的用戶語音音頻信號(hào)通過fft（快速傅里葉變換）進(jìn)行頻譜分析，以及音色、音質(zhì)和音調(diào)的記憶確認(rèn)；

a3、將訓(xùn)練好的用戶語音形成記憶存入存儲(chǔ)模塊中。

優(yōu)選地，使用麥克風(fēng)對(duì)用戶語音音頻信號(hào)進(jìn)行采集，通過音頻處理器、語音頻譜分析儀以及語音芯片對(duì)用戶的語音指令進(jìn)行識(shí)別、對(duì)比以及匹配，在通過存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的語義詞義庫解析出語音指令的含義后通過微處理器完成語音指令的執(zhí)行，并通過擴(kuò)音器或者功放系統(tǒng)進(jìn)行語音播報(bào)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。