一种通过语音控制智能家居设备的系统及方法与流程

本发明涉及智能家居控制技术领域，尤其是涉及一种通过语音控制智能家居设备的系统及方法。

背景技术：

随着技术的发展，家电也越来越多样化。家庭中家电设备多采用遥控设备控制，随着家用电器的多样化发展，遥控设备也越来越多，特别是对于季节性使用的空调等设备，往往在不使用时将遥控设备放置起来，使用时却很难找到，极为不方便。就现有家用有线电视而言，也多采用机顶盒来控制智能设备进行节目播放，通常以机顶盒遥控器代替智能设备遥控器进行使用。随着智能设备的发展，智能设备的功能越来越强大，与智能设备配套的遥控器功能也越来越强大，且智能设备的诸多强大功能必须遥控器来控制操作。而随着机顶盒遥控器对智能设备遥控器的替代，大大限制了智能电视的使用。通常智能设备作为家电之王，是家庭中最常用的设备。随着电视智能技术的发展，电视具备了强大的处理能力和网络能力，智能设备的功能也越来越强大，现有技术仍然缺乏作为控制中心的家电之王的技术，不能充分利用现有智能电视的强大功能对其它待控制家电进行控制。另外，随着语音技术的发展，采用语音控制家电也越来越普遍，而通过智能设备对其它待控制家电进行控制以及使用语音对智能设备和其它待控制家电进行控制，更需要被提上日程。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供的通过语音控制智能家居设备的系统及方法，以提供一种智能设备的新的语音控制方式，提高了语音识别准确率，提升了用户的交互体验。

本发明提供的一种通过语音控制智能家居设备的系统，包括：

语音获取模块，用于获取待处理的语音信号；

语音识别解析模块，与语音获取模块连接，用于对获取的语音信号进行解析，得到语音识别结果；

控制模块，与语音识别模块连接，用于根据语音识别结果，启动相对应的智能家居设备；

语音唤醒模块，所述语音唤醒模块的输入端和输出端分别与语音识别模块和控制模块连接，用于判断获取到的语音识别结果中是否包含预设唤醒词，当包含预设唤醒词时，唤醒控制模块。

优选地，所述语音识别解析模块包括语音识别模块和语义解析模块；

所述语音识别模块，用于将语音信号转换为文本信息，并将获得的文本信息发送给语音唤醒模块或语义解析模块；

所述语义解析模块与所述语音识别模块连接，用于对文本信息进行解析，并将解析得到的操作码发送给控制模块。

优选地，所述语音识别模块包括语音在线识别单元和/或语音离线识别单元；

所述语音在线识别单元将语音信号上传到服务器，服务器通过语音识别算法将运算结果以文本的方式发送给语音唤醒模块和/或语义解析模块；

所述语音离线识别单元通过语音识别算法将语音信号转换成文本文件，并将获得的文本文件发送给语音唤醒模块和/或语义解析模块。

优选地，所述语义解析模块包括语义在线解析单元和/或语义离线解析单元；

语义在线解析单元将需要解析的文本文件上传到服务器，服务器使用语义解析算法对文本文件进行在线解析，并将解析得到的操作码发送给控制模块；

语义离线解析单元将需要解析的文本文件对本地知识库进行模糊匹配，匹配成功时，将解析得到的操作码发送给控制模块。

优选地，本发明提供的通过语音控制智能家居设备的系统还包括：语音合成模块和语音播放模块；

所述语音合成模块与智能家居设备连接，用于将需要合成的文本文件合成为音频文件；

所述语音播放模块，与所述语音合成模块连接，用于播放语音合成模块合成的音频文件。

优选地，所述语音合成模块包括语音在线合成单元和/或语音离线合成单元；

所述语音在线合成单元，将需要合成的文本文件上传给服务器，服务器通过语音合成算法得到音频文件，并将音频文件发送给语音播放模块；

所述语音离线合成单元通过语音合成算法得到音频文件，并将音频文件发送给语音播放模块。

优选地，所述控制模块与智能家居设备之间采用局域网通讯的方式连接。

本发明提供的通过语音控制智能家居设备的方法，依次包括以下步骤：

A、获取待处理的语音信号；

B、对获取的语音信号进行解析，得到语音识别结果；

C、判断获取到的语音识别结果中是否包含预设唤醒词，当包含预设唤醒词时，唤醒成功，当不包含预设唤醒词时，唤醒不成功，继续获取待处理的语音信号；

D、根据语音识别结果，启动相对应的智能家居设备；

E、智能家居设备反馈其响应情况。

优选地，步骤B中还包括以下步骤；

b1、语音识别，将语音信号转换为文本信息；

b2、语义解析，对文本信息进行解析。

优选地，步骤b2中还包括以下步骤；

b21、离线解析，将需要解析的文本文件对本地知识库进行模糊匹配，匹配成功时，解析得到操作码；解析不成功时，采用在线解析方法；

b22、在线解析，将需要解析的文本文件上传到服务器，服务器使用语义解析算法对文本文件进行在线解析，解析得到操作码。

优选地，还包括步骤E和步骤F；

F、将需要合成的文本文件合成为音频文件；

G、播放语音合成模块合成的音频文件。

本发明提供的通过语音控制智能家居设备的系统及方法与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明中语音唤醒的设置，能有效防止用户对本语音控制系统的误触发，通过语音唤醒词开启语音唤醒功能，语音唤醒效果好；而且无需用户利用双手操作，仅通过语音命令快速实现唤醒功能，进行下一步交互操作。

2、本发明中语音识别解析包括语音识别和语义解析，语音识别将语音信号转换为文本信息，语义解析对文本信息进行解析得到操作码，根据语音识别后的结果进行语音唤醒环节，唤醒成功之后才将文本信息进行解析得到操作码，有效节省了工作量，一定程度提高了语音控制系统的反应速度。

3、语义解析包括语义在线解析和语义离线解析；语义离线解析单元将需要解析的文本文件对本地知识库进行模糊匹配，匹配成功时，解析得到的操作码，匹配不成功时，采用在线解析方法进行语义解析，提高了解析速度，提高了用户的使用体验。

4、本发明中智能家居根据操作码进行相应的相应，并反馈其响应情况。使得用户对智能家居设备的相应情况更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的通过语音控制智能家居设备的系统的结构示意图；

图2为本发明提供的通过语音控制智能家居设备的系统的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明提供的通过语音控制智能家居设备的系统的结构示意图。

图2为本发明提供的通过语音控制智能家居设备的系统的流程图。

如图1所示，本发明提供的一种通过语音控制智能家居设备的系统，包括：

语音获取模块，用于获取待处理的语音信号；

语音识别解析模块，与语音获取模块连接，用于对获取的语音信号进行解析，得到语音识别结果；

控制模块，与语音识别模块连接，用于根据语音识别结果，启动相对应的智能家居设备；

语音唤醒模块，所述语音唤醒模块的输入端和输出端分别与语音识别模块和控制模块连接，用于判断获取到的语音识别结果中是否包含预设唤醒词，当包含预设唤醒词时，唤醒控制模块。

本发明中语音唤醒模块的设置，能有效防止用户对本语音控制系统的误触发，通过语音唤醒词开启语音唤醒功能，语音唤醒效果好；而且无需用户利用双手操作，仅通过语音命令快速实现唤醒功能，进行下一步交互操作。

优选地，所述语音识别解析模块包括语音识别模块和语义解析模块；

所述语音识别模块，用于将语音信号转换为文本信息，并将获得的文本信息发送给语音唤醒模块或语义解析模块；

所述语义解析模块与所述语音识别模块连接，用于对文本信息进行解析，并将解析得到的操作码发送给控制模块。

本发明中语音识别解析包括语音识别模块和语义解析模块，语音识别模块将语音信号转换为文本信息，语义解析模块对文本信息进行解析得到操作码，根据语音识别后的结果进行语音唤醒环节，唤醒成功之后才将文本信息进行解析得到操作码，语音唤醒之后，语音识别模块不再向语音唤醒模块发送数据，直接将数据发送给语义解析模块进行解析，有效节省了工作量，一定程度提高了语音控制系统的反应速度。

优选地，所述语音识别模块包括语音在线识别单元和/或语音离线识别单元；

所述语音在线识别单元将语音信号上传到服务器，服务器通过语音识别算法将运算结果以文本的方式发送给语音唤醒模块和/或语义解析模块；

所述语音离线识别单元通过语音识别算法将语音信号转换成文本文件，并将获得的文本文件发送给语音唤醒模块和/或语义解析模块。

本实施例中，语音识别算法采用DNN深度神经网络。

优选地，所述语义解析模块包括语义在线解析单元和/或语义离线解析单元；

语义在线解析单元将需要解析的文本文件上传到服务器，服务器使用语义解析算法对文本文件进行在线解析，并将解析得到的操作码发送给控制模块；

语义离线解析单元将需要解析的文本文件对本地知识库进行模糊匹配，匹配成功时，将解析得到的操作码发送给控制模块。

语义解析包括语义在线解析和语义离线解析；语义离线解析单元将需要解析的文本文件对本地知识库进行模糊匹配，匹配成功时，解析得到的操作码，匹配不成功时，采用在线解析方法进行语义解析，提高了解析速度，提高了用户的使用体验。

本实施例中，语义解析算法通过数据库模糊匹配，提取关键字，操作码，使用正则表达式匹配，得到解析结果。

优选地，本发明提供的通过语音控制智能家居设备的系统还包括：语音合成模块和语音播放模块；

所述语音合成模块与智能家居设备连接，用于将需要合成的文本文件合成为音频文件；

所述语音播放模块，与所述语音合成模块连接，用于播放语音合成模块合成的音频文件。

优选地，所述语音合成模块包括语音在线合成单元和/或语音离线合成单元；

所述语音在线合成单元，将需要合成的文本文件上传给服务器，服务器通过语音合成算法得到音频文件，并将音频文件发送给语音播放模块；

所述语音离线合成单元通过语音合成算法得到音频文件，并将音频文件发送给语音播放模块。

本实施例中，语音合成算法可采用MARY-Text-to-Speech System、SpeakRight Framework、Festival-Speech Synthesis System、FreeTTS-Speech Synthesizer in Java、Festvox-Builds New Synthetic Voices和Flite-Fast Run time Synthesis Engine实现。

优选地，所述控制模块与智能家居设备之间采用局域网通讯的方式连接。

本实施例中，通过语音控制智能家居设备的系统可以基于电视盒或路由器实现其功能。

如今市面上出现越来越多的智能家居设备，但大多数智能家居设备为控制成本不能使用或增加电池高性能的处理器，只能做一些简单运算，所以无法做到语音操控。电视盒或路由器处于局域网的中心位置可通过搭载高性能的处理器和友好的语音交互系统，实现语音识别和语音合成的相关运算与智能设备本身分离，达到多个智能家居设备公用一颗高性能处理器的目的。电视盒或路由器为智能家居设备提供语音识别、语音合成及语音解析的平台。

当通过语音控制智能家居设备的系统基于电视盒时，通过用户数据报协议(UDP)通讯自建socket连接，具体包括以下步骤：

1、智能家居设备上电后按一定周期在局域网中发送信息(hostname)；

2、电视盒接受到广播后将自己的IP地址和响应码加密后发送给智能家居设备，并创建线程等待智能家居设备建立socket连接；

3智能家居设备接收到电视盒的IP地址和响应码后，请求建立电视盒socket连接；

4.电视盒与智能家居设备建立连接后可进行局域网通讯。

当通过语音控制智能家居设备的系统基于路由器时，路由器创建线程，等待智能家居设备连接。由于路由器的IP地址始终为192.108.x.1，所以智能家居设备建立socket连接只需要对此IP地址发出请求即可。

如图2所示，本发明提供的通过语音控制智能家居设备的方法，依次包括以下步骤：

A、获取待处理的语音信号；通过板载麦克风录制声音。

B、对获取的语音信号进行解析，得到语音识别结果；

b1、语音识别，将语音信号转换为文本信息；

b2、语义解析，对文本信息进行解析；

b21、离线解析，将需要解析的文本文件对本地知识库进行模糊匹配(本实施例中采用正则表达式匹配)，匹配成功时，解析得到操作码；解析不成功时，采用在线解析方法；

b22、在线解析，将需要解析的文本文件上传到服务器，服务器使用语义解析算法对文本文件进行在线解析，解析得到操作码；

C、判断获取到的语音识别结果中是否包含预设唤醒词，当包含预设唤醒词时，唤醒成功，当不包含预设唤醒词时，唤醒不成功，继续获取待处理的语音信号；

D、根据语音识别结果，启动相对应的智能家居设备；

E、智能家居设备反馈其响应情况；

F、将智能家居设备内需要合成的文本文件合成为音频文件；即将智能家居设备的响应情况合成为音频文件；

G、播放语音合成模块合成的音频文件。

本发明提供的通过语音控制智能家居设备的系统及方法与现有技术

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。