语音控制照明系统、方法及装置与流程

本发明涉及技术照明控制技术领域，特别涉及一种语音控制照明系统、方法及装置。

背景技术：

智能照明，即根据环境照明度或控制指令自动调节照明光强，以降低能耗，并给人们的生活带来便利。随着社会经济的发展和人们环保意识的增强，智能照明逐渐渗透到生活的各个方面，例如，街道路边设置的路灯，可以根据环境的光强自动开启及调节灯的亮度；又如，楼道等公共区域设置的照明灯可以根据振动或声音（如脚用力踏地面、或拍掌）自动开启一段时间后又自动熄灭。然而，目前的智能照明多是应用于公共区域照明，针对于家庭照明的应用还较为少见。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可应用于家庭照明的语音控制照明系统、方法及装置。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种语音控制照明系统，包括拾音装置、控制装置和照明装置，其中，

所述拾音装置为多个，分别安装于不同的位置区域，且每个位置区域至少安装一个，用于采集语音信号，并传输至所述控制装置；

所述控制装置，用于从接收到的语音信号中识别出语音控制信号，根据所述语音控制信号的强弱判断发出该语音控制信号的位置，还用于将所述语音控制信号解析成控制指令，并发送给照明装置，该照明装置与发出该语音控制信号的位置具有相同的位置属性；

所述照明装置为多个，分别安装于不同的位置区域，且每个位置区域至少安装一个，用于执行所述控制装置发送的控制指令，发出照明光。

一种语音控制照明方法，包括以下步骤：

接收语音信号，从接收到的语音信号中识别出语音控制信号；

根据接收到的语音控制信号的强弱，判断发出所述语音控制信号的位置；

将接收的语音控制信号解析成控制指令，并发送给照明装置，以便于该照明装置执行该控制指令，该照明装置与发出该语音控制信号的位置具有相同的位置属性。

一种语音控制照明装置，包括：

语音信号接收模块，用于接收采集到的语音信号；

语音辨识模块，用于从接收到的语音信号中识别出语音控制信号；

定位模块，用于根据接收到的语音控制信号的强弱，判断发出所述语音控制信号的位置；

控制指令生成模块，用于将接收的语音控制信号解析成控制指令，并发送给照明装置，以便于该照明装置执行该控制指令，该照明装置与发出该语音控制信号的位置具有相同的位置属性。

一种语音控制照明装置，包括语音识别芯片、处理器、存储单元、FPGA芯片、照明控制电路单元和电源单元，所述语音识别芯片、所述存储单元、所述FPGA芯片及所述电源单元分别与所述处理器电连接，所述FPGA芯片与所述照明控制电路电连接，所述语音芯片用于从接收到的语音信号中识别出语音控制信号，所述处理器用于根据所述语音控制信号的强弱判断发出该语音控制信号的位置，以及将所述语音控制信号解析生成控制指令，所述FPGA芯片用于根据所述控制指令及发出该语音控制信号的位置控制所述照明控制电路。

本发明实施例提供的语音控制照明系统、方法及装置，可以适用于家庭等私人场所，实现照明装置智能控制，降低家庭能源消耗，绿色环保，另一方面，通过语音控制方式实现照明装置的智能控制，操作简单，更符合人们交互习惯，用户体验感好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的语音控制照明系统的结构示意图。

图2为定位示意图。

图3为本发明实施例提供的语音控制照明方法的流程示意图。

图4为本发明实施例提供的语音控制照明装置的结构组成框图。

图5为本发明实施例提供的另一种语音控制照明装置的结构组成框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种语音控制照明系统，该系统包括拾音装置、控制装置及照明装置。其中，

拾音装置为多个，分别安装于不同的位置区域，且每个位置区域至少安装一个，用于采集语音信号，并传输至控制装置。如图2所示，拾音装置（编号A、B、C、D）布置于房间1（Room1），拾音装置（编号E、F、G、H）布置于房间2（Room2）。为了更有效地采集语音信号，可以根据房间的大小，在一个房间放置一个或多个拾音装置。拾音装置可以是麦克风等设备。

控制装置，用于从接收到的语音信号中识别出语音控制信号，根据语音控制信号的强弱判断发出该语音控制信号的位置，还用于将语音控制信号解析成控制指令，并发送给照明装置，该照明装置与发出该语音控制信号的位置具有相同的位置属性。

照明装置为多个，分别安装于不同的房间，且每个房间至少安装一个，用于执行控制装置发送的控制指令，发出照明光。

语音信号包括用于智能照明控制的语音控制信号，也包括背景语音信号，例如用户之间的交流说话声，因此控制装置接收到语音信号后，要从接收到的语音信号中识别出语音控制信号。由于表达不同语义的语音信号具有不同的语音频谱，且语音控制信号的数量有限（例如包括但不限于“开灯”、“关灯”、“一级亮度照明”、“二级亮度照明”、“三级亮度照明”、“四级亮度照明”），因此，可以事先存储语音控制信号的语音频谱，接收到语音信号时经过语音频谱对比分析，即可识别出语音控制信号。

用户发出的语音控制信号可能被多个拾音装置（特别是一个房间布置了多个拾音装置的情况）同时采集到，因此需要判断出该语音控制信号的发出位置，即用户发出语音控制信号的位置，才能控制正确的照明装置进行照明。如图2所示，语音控制信号可能被编号为A、B、C、D、E、F的拾音装置同时采集，因此为了便于区分，各个拾音装置在发送语音控制信号时，可以带上自身的身份标识，例如编号，控制装置可以根据拾音装置的身份标识首先判别出语音控制信号来源于某个较大范围，如图2中所示，控制装置可以首先判断出语音控制信号来自于Room1。作为较为粗略的控制方式，此时控制装置可以控制整个Room1中布置的照明装置执行控制指令。作为更为精确的控制方式，根据距离越近接收到的信号的强度越强（距离越短，信号被削减得越少，因此信号越强）的原理，控制装置还可以根据接收语音控制信号的强弱来进一步确定语音控制信号的发出位置，如图2中所示，控制装置可以进一步判断出语音控制信号来自于编号为B的拾音装置，因此，控制装置将控制指令发送给与编号为B的拾音装置具有相同位置属性的照明装置。此处的相同位置属性是指归属于相同的位置区域，一个位置区域可以是一个房间内的部分或全部面积范围，也可以是几个房间的面积范围，例如，若某房间内只布置了一个照明装置，那么可以将该整个房间定义为一个位置区域，若房间内布置了多个照明装置，则可以将房间划分为多个位置区域，一个位置区域至少有一个照明装置，又如，从房门口到卧室的整个过道定义为一个位置区域。需要注意的是，多个照明装置可以归属于同一个位置区域，但一个位置区域至少要有一个照明装置；多个拾音装置可以归属于同一个位置区域，但每一个拾音装置只能归属于一个位置区域。拾音装置与照明装置的位置区域归属关系预先已建立，以便于控制装置在生成控制指令后将其发送给对应的照明装置。

控制装置接收到语音控制信号后，将语音控制信号解析成控制指令，以控制照明装置执行该控制指令。此处将语音控制信号解析成控制指令，可以有多种实现方式，例如：

方式一：直接识别语音控制信号的语义，以该语义生成控制指令。例如，通过语音频谱识别出语音控制信号的语义为“二级亮度照明”，通过查找亮度向量字典，照明装置的标准亮度等级下二级亮度对应于亮度值A，直接以该语义作为控制指令，照明装置接收到控制指令后，执行“亮度值A”的控制指令，发出亮度值为A的照明光。

照明装置可以是LED照明，可以通过脉冲调制、电流调制或灯珠选择性开/关等方式进行亮度调节。

方式二：识别语音控制信号的语义，从环境变量选择库中查找出与该语义对应的亮度参数，生成所述控制指令。环境变量选择库由用户以往照明的亮度习惯资料存储构成，例如某用户的照明习惯是一级亮度照明时亮度值为B，二级亮度照明时亮度值为C，那么该环境变量选择库中存储有一级亮度照明与亮度值A的对应关系，二级亮度照明与亮度值B的对应关系。如果识别出语音控制信号的语义为“二级亮度照明”，尽管照明装置的标准亮度等级下二级亮度对应于亮度值A，但在此种方式下，生成的控制指令为“亮度值为C”的控制指令，照明装置发出亮度值为C的照明光。

方式三：识别语音控制信号的语义，从环境变量选择库中查找出与该语义对应的亮度参数，再根据环境光传感器采集到的当前环境光强度，生成所述控制指令。此种方式适合于房间内布置了环境光传感器的情况，通过环境光传感器采集房间内当前环境光强度。例如，识别出语音控制信号的语义为“二级亮度照明”，从环境变量选择库中查找出与该语义对应的亮度参数为亮度值C，而采集到的当前环境光强度较好，可以降低亮度等级，因此生成的控制指令为“亮度为值C’”的控制指令，照明装置发出亮度值为C’的照明光。亮度值C’是在亮度值C的基础上降低一个亮度格后的亮度值，亮度格可以由用户设置。

作为一种较优的实施方式，在照明过程中，控制装置也可以根据环境光传感器采集到的当前环境光强度，自适应调整照明装置的照明亮度。在调节过程中，较优地，每次调节的亮度幅度可以较小，以避免亮度调节幅度过大影响用户的光适应感受。

为了区分正常对话过程与照明系统的语音控制，可以采用两种方式：一种方式是控制装置可以采用开关打开，只有控制装置打开后才能进行语音辨识；另一种方式是控制装置处于常开状态，用户需要在简明的语音控制信号前增加启动控制所需词汇，例如：“智能灯光系统，二级亮度照明”，其中的“智能灯光系统”即为启动控制所需词汇，“二级亮度照明”为语音控制信号的语音词汇。

容易理解地，作为一种较优的实施方式，不是每个人发出的语音控制信号都可以进行照明控制，以避免儿童或陌生人对房间内的灯光进行随意控制；另外，语音控制信号可能由一人发出，也可能由多人同时发出，因此有必要进行权限设置，对于没有权限的人发出的语音控制信号控制装置不处理，或者对于多个具有权限的人同时发出不同的语音控制信号时，控制装置处理权限最高者发出的语音控制信号。

因此，本实施例中，控制装置还用于，在识别出语音控制信号后，查找语音频谱，发出该语音控制信号的用户是否具有权限，或者分别确认发出各个语音控制信号的用户（多个具有权限的用户同时发出语音控制信号的情况），确定最高权限的用户；定位时，根据最高权限的用户发出的语音控制信号的强弱，判断发出所述语音控制信号的位置；生成控制指令时，将最高权限的用户发出的语音控制信号解析成控制指令。具体实现时，可以在语音频谱中预先存储具有权限的用户发出的语音控制信号的语音频谱，以及对应的权限等级，若控制装置在语音频谱中没有查找到语音控制信号对应的频谱，则不处理；当多个具有权限的用户同时发出语音控制信号时，则在语音频谱中查找到相应的语音控制信号的对应的频谱后，再确定该条频谱对应的权限等级，处理权限等级最高的用户发出的语音控制信号。

需要说明的是，控制装置在接收到语音信号后，从语音信号中识别出语音控制信号，及确认发出该语音控制信号的用户是否具有权限或确定权限等级，都是通过查找语音频谱实现的，实施时，可以分为两步完成，即先从语音信号中识别出语音控制信号，再确认发出该语音控制信号的用户是否具有权限或确定权限等级，也可以一步完成，即查找语音频谱后即可确定该语音信号是否为语音控制信号及发出该语音控制信号的用户的权限等级。

在上述实施例中，语音控制信号都是由用户发出的，即由人发出。在另一个实施例中，语音控制信号也可以还包括物体发出的语音信号，为了以示区别，本实施例中，单独定义物体发出的语音控制信号为外来语音信号，或者也可以理解为，将物体发出的某些语音作为照明控制指令，将此类语音信号称为外来语音信号。例如，外来语音信号可以包括但不限于玻璃破碎声音、房门撞击声音、打鼾声、婴儿啼哭声、闹钟声、音乐声中的一种或多种，将该外来语音信号的频谱存储于语音频谱中，以便于从接收到的语音信号中识别出来。因此本实施例中，控制装置还用于从接收到的语音信号中识别出外来语音信号，当所述外来语音信号为玻璃破碎声音或房门撞击声音时，向预先设置的手机号发送报警短信；和/或，

当所述外来语音信号为打鼾声时，则向照明装置发送关闭或降低照明亮度的控制指令；和/或，

当所述外来语音信号为婴儿啼哭声时，则向照明装置发送开启或增强照明亮度的控制指令；和/或，

当所述外来语音信号为闹钟声时，则向照明装置发送开启或增强照明亮度的控制指令；和/或，

当所述外来语音信号为音乐声时，则向照明装置发送亮度动态变化的控制指令。

通过设置外来语音信号作为照明控制指令，当用户不便于发出语音控制信号时，也能实现照明的智能控制，是智能照明控制的进一步升华，不仅能够实现更深层次的智能照明，还能为用户进一步带来便利，且还可以在有外物闯入时及时给用户报警，保障用户的财产安全。

本发明实施例提供的语音控制照明系统，可以适用于家庭、办公室等私人场所，实现照明装置的智能控制，降低能耗，而且通过语音方式控制，更符合人们的交互习惯，且操作简单。外来语音信号作为控制指令的方式，是智能照明控制的进一步创新，不仅能更好地实现智能照明，降低能耗，也能进一步为用户带来便利。

本实施例中所述的照明装置，可以由N*N个（N≥2）照明模块构成，照明模块亮度调整可以采用脉冲调制、电流调制和部分模块开/关的方法进行亮度调整，亮度等级设定一般≥4级，并可以根据室外环境亮度和照明时间进行自动调整，以达到最舒适照明状态，且该自动调整模式可以通过语音控制予以关闭。

本实施例中所述的照明装置，可以是常规的LED照明灯具，台灯，环境灯，以及小模块拼接形成的照明墙、室内屋顶、室外彩灯等装置，照明模块的形式不局限于常规形状，可以是点状照明、平面照明以及三维立体照明等。

本实施例中所述的控制装置，包括：存储器、处理器以及通讯模块。存储器可用于存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的语音控制照明方法及装置对应的程序指令/模块，以及环境变量选择库，语音频谱，亮度向量字典。处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例中的语音控制照明方法。通讯模块用于与其他设备进行数据传输，例如接收拾音装置发送的语音信号，向照明装置发送控制指令。通讯模块可以采用RFID、ZigBee、蓝牙、Wifi等常规通讯方式，也可以采用家用照明线路的电力载波调整等方式，以实现便捷、灵巧的通讯方式，提高控制和照明模块的通讯可靠性。

请参阅图3，本发明实施例同时提供了一种语音控制照明方法，包括以下步骤：

S101：接收拾音装置发送的语音信号，从接收到的语音信号中识别出语音控制信号。

如果是多个用户同时发出不同的语音控制信号，此时本步骤还包括：查找语音频谱，分别确认发出各个语音控制信号的用户的权限，确定最高权限的用户。

S102：根据接收到的语音控制信号的强弱，判断发出所述语音控制信号的位置。

若是多个用户同时发出不同的语音控制信号，本步骤中确定发出语音控制信号的位置时，是以最高权限的用户发出的语音控制信号的强弱来确定位置。

S103：将接收的语音控制信号解析成控制指令，并发送给照明装置，以便于该照明装置执行该控制指令，发出照明光。

若是多个用户同时发出不同的语音控制信号，本步骤中将语音控制信号解析成控制指令时，是将最高权限的用户发出的语音控制信号解析成控制指令。

将语音控制信号解析成控制指令可以采用下列几种方式：

识别语音控制信号的语义，直接以该语义生成所述控制指令；或者，

识别语音控制信号的语义，从环境变量选择库中查找出与该语义对应的亮度参数，生成所述控制指令；或者，

识别语音控制信号的语义，从环境变量选择库中查找出与该语义对应的亮度参数，再根据环境光传感器采集到的当前环境光强度，生成所述控制指令。

作为更优选的实施方式，上述方法中，还可以包括步骤：

从接收到的语音信号中识别出外来语音信号，所述外来语音信号包括玻璃破碎声音、房门撞击声音、打鼾声、婴儿啼哭声、闹钟声、音乐声中的一种或多种；

若所述外来语音信号为玻璃破碎声音或房门撞击声音，则向预先设置的手机号发送报警短信；和/或，

若所述外来语音信号为打鼾声，则向照明装置发送关闭或降低照明亮度的控制指令；和/或，

若所述外来语音信号为婴儿啼哭声，则向照明装置发送开启或增强照明亮度的控制指令；和/或，

若所述外来语音信号为闹钟声音，则向照明装置发送开启或增强照明亮度的控制指令；和/或，

若所述外来语音信号为音乐声，则向照明装置发送亮度动态变化的控制指令。

请参阅图4，本发明实施例还提供了一种语音控制照明装置，包括：

语音信号接收模块，用于接收采集到的语音信号；

语音辨识模块，用于从接收到的语音信号中识别出语音控制信号；

定位模块，用于根据接收到的语音控制信号的强弱，判断发出所述语音控制信号的位置；

控制指令生成模块，用于将接收的语音控制信号解析成控制指令，并发送给照明装置，以便于该照明装置执行该控制指令，该照明装置与发出该语音控制信号的位置具有相同的位置属性。

为了适应多个用户同时发出语音控制信号的场景，较优地，上述语音控制照明装置还包括权限确定模块，用于当所述语音信号接收模块接收到的语音控制信号为多个且来自于不同的用户时，查找语音频谱，分别确认发出各个语音控制信号的用户的权限，及确定最高权限的用户；此时，定位模块则是根据最高权限的用户发出的语音控制信号的强弱，判断发出所述语音控制信号的位置，控制指令生成模块则是将最高权限的用户发出的语音控制信号解析成控制指令。

较优地，语音辨识模块还用于从接收到的语音信号中识别出外来语音信号，所述外来语音信号包括玻璃破碎声音、房门撞击声音、打鼾声、婴儿啼哭声、闹钟声、音乐声中的一种或多种；此时，控制指令生成模块还用于：

当所述外来语音信号为玻璃破碎声音或房门撞击声音时，向预先设置的手机号发送报警短信；当所述外来语音信号为打鼾声时，则向照明装置发送关闭或降低照明亮度的控制指令；当所述外来语音信号为婴儿啼哭声时，则向照明装置发送开启或增强照明亮度的控制指令；当所述外来语音信号为闹钟声时，则向照明装置发送开启或增强照明亮度的控制指令；当所述外来语音信号为音乐声时，则向照明装置发送亮度动态变化的控制指令。

组成语音控制照明装置的各个模块可以是软件实现的功能模块，也可以是基于元器件实现的电路模块。为了便于对外来语音信号的处理功能选择使用，语音辨识模块识别出语音控制信号和外来语音信号后，分别将语音控制信号和外来语音信号通过一个传输通道传输至控制指令生成模块处理，若不需要使用外来语音信号的处理功能时可以将其传输通道关闭。可以采用声音或硬开关的方式开通或关闭。

作为较优的实施方式，上述语音控制照明装置还可以包括预处理模块，用于对语音信号接收模块接收的语音信号进行预处理，减少声音噪声，并将语音信号进行增强和衰减以达到后续处理能够进行的范围，当不满足后续处理要求时可以向发声者反馈，请求再次输入。当需要请求再次输入时，该装置还包括语音播报模块，用于输出请求再次输入的语音信号，如“请再次输入”的语音信号。

对于上述语音控制照明装置及方法的实施例，未涉及之处可以参见语音控制照明系统的实施例中相应内容。

作为另外一种实现方式，本实施例中还提供了另一种语音控制照明装置，如图5所示，其包括语音识别芯片、处理器、存储单元、FPGA芯片、照明控制电路单元和电源单元，所述语音识别芯片、所述存储单元、所述FPGA芯片及所述电源单元分别与所述处理器电连接，所述FPGA芯片与所述照明控制电路电连接，所述语音芯片用于从接收到的语音信号中识别出语音控制信号，所述处理器用于根据所述语音控制信号的强弱判断发出该语音控制信号的位置，以及将所述语音控制信号解析生成控制指令，所述FPGA芯片用于根据所述控制指令及发出该语音控制信号的位置控制所述照明控制电路。

上述的照明控制电路包括多条照明支路，一条照明支路连接一个位置区域的所有照明装置，FPGA芯片根据发出语音控制信号的位置控制相应的照明支路的开关及亮度级显示。此处的相应照明支路即是指该照明支路连接的照明装置与发出语音控制信号的位置具有相同位置属性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。