一种农业技术咨询人机对话方法及系统与流程

本发明属于农业技术咨询技术领域，尤其涉及一种农业技术咨询人机对话方法及系统。

背景技术：

农业科技是农业发展的第一推动力。建国以来特别是改革开放以来，中国农业取得了长足的发展，其中农业科技发挥了巨大作用，为了加强农业技术推广工作，促使农业科研成果和实用技术尽快应用于农业生产，保障农业的发展，实现农业现代化，制定本法。然而，现有农业技术咨询人机对话方法对用户语音识别不准确，识别速度慢；同时，咨询的农业数据中含有大量冗余数据。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有农业技术咨询人机对话方法对用户语音识别不准确，识别速度慢；同时，咨询的农业数据中含有大量冗余数据。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种农业技术咨询人机对话方法及系统。

本发明是这样实现的，一种农业技术咨询人机对话方法，所述农业技术咨询人机对话方法，包括：

步骤一，数据输入模块利用输入键盘输入咨询数据，声音采集模块利用声音采集器采集声音信号，经过信号数据的处理传递到主控模块；

步骤二，根据采集到的数据，语音识别模块利用音频识别器对采集的声音进行识别，通过农业数据处理模块利用数据处理程序对农业冗余数据进行清除处理；

步骤三，通过检索模块利用检索程序根据输入数据或声音，进行检索相关的农业信息；

步骤四，通过显示模块利用显示器显示检索农业信息，同时主控模块通过网络通信模块利用网卡接通网络，将信息传递到移动终端；

所述步骤二中，语音识别模块识别方法如下：

(1)通过语音识别程序获取用户输入的具有错误信息的语音信息和对所述语音信息进行纠错的语音纠错信息，并分别存储所述语音信息和语音纠错信息；

(2)对所述语音信息和语音纠错信息进行初步处理，并对处理后的语音信息和语音纠错信息提取特征信息并进行编码，获得语音信息编码和语音纠错信息编码；

(3)分别根据语音信息编码和语音纠错信息编码反推出对应的文字信息，并对比语音信息编码反推出的文字信息和语音纠错信息编码反推出的文字信息，获得第一识别结果；

(4)获取用户输入所述语音信息时所处的环境信息，根据所述环境信息获得第二识别结果；

(5)将所述第二识别结果与词典信息进行对比，获得最终的识别结果，并将所述最终的识别结果呈现给所述用户。

进一步，所述步骤(2)中对所述语音信息和语音纠错信息进行初步处理具体包括：

分别对所述语音信息和语音纠错信息进行滤波处理，并分别对滤波处理后的语音信息和语音纠错信息进行采样；

分别对采样后的语音信息和采样后的语音纠错信息进行编码，获得语音信息编码和语音纠错信息编码。

进一步，所述步骤(3)具体包括：

将所述语音信息编码与现有的声学模型和语音模型进行对比，获得所述语音信息编码与所述声学模型和语音模型的相似编码，并根据相似编码反推出所述语音信息编码对应的第一文字信息；

将所述语音纠错信息编码与现有的声学模型和语音模型进行对比，获得所述语音纠错信息编码与所述声学模型和语音模型的相似编码，并根据相似编码反推出所述语音纠错信息编码对应的第二文字信息；

将所述第一文字信息和所述第二文字信息进行对比，获取相似度最高的第一文字信息和第二文字信息，并用所述第二文字信息替换第一文字信息中与所述第二文字信息相似的部分，形成第一识别结果。

进一步，所述步骤一中，声音采集模块中声音信号采集的过程为：

采集相应的语音信号进行预处理，对信号的放大和增益进行控制，并且对语音信号中的噪声进行去除；

声音信号去噪完成后，按照相应的算法，提取声音信号中的语音识别特征；

根据语音识别特征进行语音识别和训练，同时识别完成后，语音信号进行压缩储存。

进一步，所述步骤一中，声音采集模块中声音信号去噪的方法，包括：

根据语音信号输出的要求，确定语音信号中的一个小波和语音信号中层次，进行分解；

计算出声音信号的小波系数，并且设定一个阈值，对计算出的声音信号的小波系数阈值量化；

根据计算出的层次和阈值量化的小波系数，进行信号的重构，得到不含有噪声的声音信号。

进一步，所述步骤二中，农业数据处理模块处理方法如下：

1)通过筛查程序对不同感测类型的传感器节点进行筛查，选择一个传感器节点作为该感测类型的主节点，所述主节点收集所述感测类型下的传感数据；

2)在每个所述感测类型下接收传感器实时传输的数据流，设定数据读取时间段n，在所述读取时间段n内截取m个归档时间段，将每个所述归档时间段中的小文件根据分布式文件系统的归档方法得到m个归档大文件，其中n、m为≥1的自然数；

3)建立和m个归档大文件数量相同的m条数据处理线程，每条数据处理线程对应一个数据处理任务；

4)每个数据处理任务进行对每个所述归档大文件中的数据块设置邻域半径的大小和邻域内最小值点的个数，对所述数据块划分成多个簇，根据所述簇的中心点与所述数据块中的数据的相似度的计算值进行数据填充，选择距离所述数据最近的所述中心点所属于的簇并把所述数据赋给该簇，得到所述感测类型的完整数据文件；

5)设定滑动窗口，通过对所述完整数据文件进行哈希值计算，根据得到的哈希值遍历已有的列表，确认是否有相同的哈希值；

6)如果有相同的哈希值，则代表记录已存在并在所述完整数据文件中删除。

进一步，所述选择一个传感器节点作为该感测类型的主节点包括：选择设定一个周期内使用频率最低的传感器节点作为该感测类型的主节点，或者，选择设定一个周期内具有最高准确度的传感器节点作为该感测类型的主节点。

进一步，所述确认是否有重复的哈希值，如果没有相同的哈希值，则保留该记录并继续遍历。

进一步，所述步骤三中，检索模块中信息匹配的过程为：

对所输入的关键数据或者语音，进行检测尺度空间极值，确定特征点在数据信息中的位置；同时特征点位置确定后，弱化周围数据的响应；

对输入的特征点进行描述，生成本地特征识别的特征点符号；

在本地数据库中提取响应的特征信息，通过欧式距离计算两者之间的相似度，进行特征的匹配。

本发明提供的另一目的在于提供一种实施所述的农业技术咨询人机对话方法的农业技术咨询人机对话系统，所述农业技术咨询人机对话系统包括：数据输入模块、声音采集模块、主控模块、网络通信模块、语音识别模块、检索模块、农业数据处理模块、显示模块；

数据输入模块，与主控模块连接，用于通过输入键盘输入咨询数据；

声音采集模块，与主控模块连接，用于通过声音采集器采集声音信号；声音采集模块中声音信号采集的过程为：采集相应的语音信号进行预处理，对信号的放大和增益进行控制，并且对语音信号中的噪声进行去除；声音信号去噪完成后，按照相应的算法，提取声音信号中的语音识别特征；根据语音识别特征进行语音识别和训练，同时识别完成后，语音信号进行压缩储存；

主控模块，与数据输入模块、声音采集模块、网络通信模块、语音识别模块、检索模块、农业数据处理模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；

网络通信模块，与主控模块连接，用于通过网卡接通网络进行网络通信；

语音识别模块，与主控模块连接，用于通过音频识别器对采集的声音进行识别；语音识别模块识别方法如下：通过语音识别程序获取用户输入的具有错误信息的语音信息和对所述语音信息进行纠错的语音纠错信息，并分别存储所述语音信息和语音纠错信息；对所述语音信息和语音纠错信息进行初步处理，并对处理后的语音信息和语音纠错信息提取特征信息并进行编码，获得语音信息编码和语音纠错信息编码；分别根据语音信息编码和语音纠错信息编码反推出对应的文字信息，并对比语音信息编码反推出的文字信息和语音纠错信息编码反推出的文字信息，获得第一识别结果；获取用户输入所述语音信息时所处的环境信息，根据所述环境信息获得第二识别结果；将所述第二识别结果与词典信息进行对比，获得最终的识别结果，并将所述最终的识别结果呈现给所述用户；

检索模块，与主控模块连接，用于通过检索程序根据输入数据或声音进行检索相关的农业信息；

农业数据处理模块，与主控模块连接，用于通过数据处理程序对农业冗余数据进行清除处理，农业数据处理模块处理方法如下：通过筛查程序对不同感测类型的传感器节点进行筛查，选择一个传感器节点作为该感测类型的主节点，所述主节点收集所述感测类型下的传感数据；在每个所述感测类型下接收传感器实时传输的数据流，设定数据读取时间段n，在所述读取时间段n内截取m个归档时间段，将每个所述归档时间段中的小文件根据分布式文件系统的归档方法得到m个归档大文件，其中n、m为≥1的自然数；建立和m个归档大文件数量相同的m条数据处理线程，每条数据处理线程对应一个数据处理任务；每个数据处理任务进行对每个所述归档大文件中的数据块设置邻域半径的大小和邻域内最小值点的个数，对所述数据块划分成多个簇，根据所述簇的中心点与所述数据块中的数据的相似度的计算值进行数据填充，选择距离所述数据最近的所述中心点所属于的簇并把所述数据赋给该簇，得到所述感测类型的完整数据文件；设定滑动窗口，通过对所述完整数据文件进行哈希值计算，根据得到的哈希值遍历已有的列表，确认是否有相同的哈希值；如果有相同的哈希值，则代表记录已存在并在所述完整数据文件中删除；

显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示检索农业信息。

本发明的优点及积极效果为：本发明通过语音识别模块对获取的语音信息和语音纠错信息进行编码，并根据语音信息编码和语音纠错信息编码分别获得反推文字信息，对比两者的反推文字信息，将相似度高的语音纠错信息编码对应的文字信息替换语音信息编码中的反推文字信息从而获得第一识别结果，获取用户输入语音信息所处的环境信息，并根据环境信息对第一识别结果进行筛选获得第二识别结果，通过将第二识别结果与词典信息进行对比从而获得最终的识别结果。本发明实施例的语音识别方法，在语音输入存在错误时，无需删除重新输入，有利于语音信息快速识别，提高工作效率；同时，通过农业数据处理模块选择农业物联网中最优传感节点收集同类型的传感数据，将预定时间段内的数据流中的小文件合并成归档大文件，并分割成多个文件，以及根据多个文件建立多条线程进行数据处理任务，对数据进行预处理，将不完整数据进行填充，比较完整数据文件中两两数据间的哈希值，删除冗余数据，从而解决了现有技术中农业物联网传感数据存在的数据缺失、数据错误、冗余数据等问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的农业技术咨询人机对话方法流程图。

图2是本发明实施例提供的农业技术咨询人机对话系统结构示意图。

图中：1、数据输入模块；2、声音采集模块；3、主控模块；4、网络通信模块；5、语音识别模块；6、检索模块；7、农业数据处理模块；8、显示模块。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的农业技术咨询人机对话方法包括以下步骤：

s101：数据输入模块利用输入键盘输入咨询数据，声音采集模块利用声音采集器采集声音信号，经过信号数据的处理传递到主控模块。

s102：根据采集到的数据，语音识别模块利用音频识别器对采集的声音进行识别，通过农业数据处理模块利用数据处理程序对农业冗余数据进行清除处理。

s103：通过检索模块利用检索程序根据输入数据或声音，进行检索相关的农业信息。

s104：通过显示模块利用显示器显示检索农业信息，同时主控模块通过网络通信模块利用网卡接通网络，将信息传递到移动终端。

如图2所示，本发明实施例提供的农业技术咨询人机对话系统包括：数据输入模块1、声音采集模块2、主控模块3、网络通信模块4、语音识别模块5、检索模块6、农业数据处理模块7、显示模块8。

数据输入模块1，与主控模块3连接，用于通过输入键盘输入咨询数据。

声音采集模块2，与主控模块3连接，用于通过声音采集器采集声音信号。

主控模块3，与数据输入模块1、声音采集模块2、网络通信模块4、语音识别模块5、检索模块6、农业数据处理模块7、显示模块8连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作。

网络通信模块4，与主控模块3连接，用于通过网卡接通网络进行网络通信。

语音识别模块5，与主控模块3连接，用于通过音频识别器对采集的声音进行识别。

检索模块6，与主控模块3连接，用于通过检索程序根据输入数据或声音进行检索相关的农业信息。

农业数据处理模块7，与主控模块3连接，用于通过数据处理程序对农业冗余数据进行清除处理。

显示模块8，与主控模块3连接，用于通过显示器显示检索农业信息。

本发明提供的与主控模块3连接，用于通过声音采集器采集声音信号的声音采集模块2中声音信号采集的过程为：

采集相应的语音信号进行预处理，对信号的放大和增益进行控制，并且对语音信号中的噪声进行去除；

声音信号去噪完成后，按照相应的算法，提取声音信号中的语音识别特征；

根据语音识别特征进行语音识别和训练，同时识别完成后，语音信号进行压缩储存。

本发明提供的与主控模块3连接，用于通过声音采集器采集声音信号的声音采集模块2中声音信号去噪的方法，包括：

根据语音信号输出的要求，确定语音信号中的一个小波和语音信号中层次，进行分解；

计算出声音信号的小波系数，并且设定一个阈值，对计算出的声音信号的小波系数阈值量化；

根据计算出的层次和阈值量化的小波系数，进行信号的重构，得到不含有噪声的声音信号。

本发明提供的语音识别模块5识别方法如下：

(1)通过语音识别程序获取用户输入的具有错误信息的语音信息和对所述语音信息进行纠错的语音纠错信息，并分别存储所述语音信息和语音纠错信息；

(2)对所述语音信息和语音纠错信息进行初步处理，并对处理后的语音信息和语音纠错信息提取特征信息并进行编码，获得语音信息编码和语音纠错信息编码；

(3)分别根据语音信息编码和语音纠错信息编码反推出对应的文字信息，并对比语音信息编码反推出的文字信息和语音纠错信息编码反推出的文字信息，获得第一识别结果；

(4)获取用户输入所述语音信息时所处的环境信息，根据所述环境信息获得第二识别结果；

(5)将所述第二识别结果与词典信息进行对比，获得最终的识别结果，并将所述最终的识别结果呈现给所述用户。

本发明提供的步骤(2)中对所述语音信息和语音纠错信息进行初步处理具体包括：

分别对所述语音信息和语音纠错信息进行滤波处理，并分别对滤波处理后的语音信息和语音纠错信息进行采样；

分别对采样后的语音信息和采样后的语音纠错信息进行编码，获得语音信息编码和语音纠错信息编码。

本发明提供的步骤(3)具体包括：

将所述语音信息编码与现有的声学模型和语音模型进行对比，获得所述语音信息编码与所述声学模型和语音模型的相似编码，并根据相似编码反推出所述语音信息编码对应的第一文字信息；

将所述语音纠错信息编码与现有的声学模型和语音模型进行对比，获得所述语音纠错信息编码与所述声学模型和语音模型的相似编码，并根据相似编码反推出所述语音纠错信息编码对应的第二文字信息；

将所述第一文字信息和所述第二文字信息进行对比，获取相似度最高的第一文字信息和第二文字信息，并用所述第二文字信息替换第一文字信息中与所述第二文字信息相似的部分，形成第一识别结果。

本发明提供的与主控模块3连接，用于通过检索程序根据输入数据或声音进行检索相关的农业信息的检索模块6中信息匹配的过程为：

对所输入的关键数据或者语音，进行检测尺度空间极值，确定特征点在数据信息中的位置；同时特征点位置确定后，弱化周围数据的响应；

对输入的特征点进行描述，生成本地特征识别的特征点符号；

在本地数据库中提取响应的特征信息，通过欧式距离计算两者之间的相似度，进行特征的匹配。

本发明提供的农业数据处理模块7处理方法如下：

1)通过筛查程序对不同感测类型的传感器节点进行筛查，选择一个传感器节点作为该感测类型的主节点，所述主节点收集所述感测类型下的传感数据；

2)在每个所述感测类型下接收传感器实时传输的数据流，设定数据读取时间段n，在所述读取时间段n内截取m个归档时间段，将每个所述归档时间段中的小文件根据分布式文件系统的归档方法得到m个归档大文件，其中n、m为≥1的自然数；

3)建立和m个归档大文件数量相同的m条数据处理线程，每条数据处理线程对应一个数据处理任务；

4)每个数据处理任务进行对每个所述归档大文件中的数据块设置邻域半径的大小和邻域内最小值点的个数，对所述数据块划分成多个簇，根据所述簇的中心点与所述数据块中的数据的相似度的计算值进行数据填充，选择距离所述数据最近的所述中心点所属于的簇并把所述数据赋给该簇，得到所述感测类型的完整数据文件；

5)设定滑动窗口，通过对所述完整数据文件进行哈希值计算，根据得到的哈希值遍历已有的列表，确认是否有相同的哈希值；

6)如果有相同的哈希值，则代表记录已存在并在所述完整数据文件中删除。

本发明提供的选择一个传感器节点作为该感测类型的主节点包括：选择设定一个周期内使用频率最低的传感器节点作为该感测类型的主节点，或者，选择设定一个周期内具有最高准确度的传感器节点作为该感测类型的主节点。

本发明提供的确认是否有重复的哈希值，如果没有相同的哈希值，则保留该记录并继续遍历。

本发明的工作原理为：数据输入模块利用输入键盘输入咨询数据，声音采集模块2利用声音采集器采集声音信号，经过信号数据的处理传递到主控模块3。根据采集到的数据，语音识别模块5利用音频识别器对采集的声音进行识别，通过农业数据处理模块7利用数据处理程序对农业冗余数据进行清除处理。通过检索模块6利用检索程序根据输入数据或声音，进行检索相关的农业信息。通过显示模块8利用显示器显示检索农业信息，同时主控模块3通过网络通信模块利用网卡接通网络，将信息传递到移动终端。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。