基于语音交互的网络机顶盒应用系统的制作方法

本实用新型涉及智能家居领域，具体地，涉及一种基于语音交互的网络机顶盒应用系统。

背景技术：

传统机顶盒在应用端已经很好的解决了自身问题，通过与传媒的合作和对第三方软件的支持，目前市面上高清机顶盒在资源方面已经为用户做了很多工作。但是传统机顶盒操作方式却没有较大的改进。

与机器进行语音交流，让机器明白你说什么，这是人们长期以来梦寐以求的事情。语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的技术。语音识别是一门交叉学科，语音识别技术与语音合成技术结合使人们能够甩掉遥控器通过语音命令进行机顶盒的操作，语音技术的应用已经成为一个具有竞争性的新兴高技术产业。

在利用语音对机顶盒进行控制方面，已经有部分获得批准的专利，在此将部分典型的专利的基本特征和优缺点列举如下：

1、一种语音控制机顶盒方法及系统（深圳市启望科文技术有限公司；CN104427370A；2015-03-18）

摘要：本发明适用于多媒体通信技术领域,提供了一种语音控制机顶盒方法及系统,所述方法包括：遥控器接收语音数据,将所述语音数据发送至机顶盒；机顶盒识别所述语音数据；机顶盒根据所述语音数据在数据库中搜索与语音数据对应的程序；机顶盒执行所述与语音数据对应的程序。本发明通过语音控制要控制机顶盒,解决了现有技术存在的,当手工操纵遥控器不方便时,不方便操控机顶盒的问题。

主权项： 一种语音控制机顶盒方法,其特征在于,所述方法包括：遥控器接收语音数据,将所述语音数据发送至机顶盒；机顶盒识别所述语音数据；机顶盒根据所述语音数据在数据库中搜索与语音数据对应的程序；机顶盒执行所述与语音数据对应的程序。

优缺点：该系统可利用遥控器接收语音数据,并根据所述语音数据在数据库中搜索与语音数据对应的程序；机顶盒执行所述与语音数据对应的程序，能够实现一部分语音遥控的功能。但此系统在本地识别和匹配语音，识别精度和识别量非常有限。仅适用于简单的语音控制功能。

2、机顶盒语音提示系统及播放方法（深圳创维数字技术股份有限公司、公开号： CN101917540A，公开日：2010-12-15）

本发明公开了一种机顶盒语音提示系统及播放方法,所述的系统包括：文本数据存储模块,该模块通过串口连接外接设备,用于输入和存储提示文字；文本语音转换模块,用于将存储的提示文字转换成语音信号；语音播放模块：接受文本语音转换模块送入的提示语音数据,用于开机时播放设定提示语音。所述的方法包括步骤：a.提示语音文本录入和存储,b.文本语音转换,c.语音播放。本发明在机顶盒启动初始化时播放提示语音,给用户以操作指示,这样用户就能够根据语音提示进行操作,使机顶盒具有开机操作指引功能,减少了客户服务以及上门服务的麻烦。

优缺点：该系统可接受文本语音转换模块送入的提示语音数据,用于开机时播放设定提示语音。但该系统仅能提供语音播报功能，不能进行控制操作。

3、具有语音通话功能的机顶盒，申请人：龙山，公开号： CN201726460U，公开日：2011-01-26。

摘要：本实用新型公开了一种具有语音通话功能的机顶盒,包括机顶盒中央处理单元、输出端口以及视频输入单元,所述机顶盒中央处理单元的输入端通过视频输入单元与广播电视网相连,机顶盒中央处理单元通过通讯单元与通信网相连并与通信网进行语音信号的交互,所述机顶盒中央处理单元通过机顶盒语音通讯单元以有线通讯方式与电话机相连,所述机顶盒语音通讯单元在机顶盒中央处理单元的控制下与通讯单元进行语音信号的传输。本实用新型具有结构简单紧凑、成本低廉、操作简便、工作稳定可靠、适用范围广等优点。

优缺点：该系统实现了机顶盒以有线通讯方式与电话机进行语音通讯。无语音控制功能。

4、一种用于机顶盒的语音控制系统，公开号：CN101345819，公开日： 2009-01-14，申请人：中山大学。

本发明公开了一种用于机顶盒的语音控制系统,它包括遥控器和机顶盒两部分。在遥控器中,有用于采集、转换、发送语音控制信号的前端处理子系统；机顶盒中则有语音识别子系统。其中前端子系统包括信号采集模块、A/D转换模块 及传输模块；语音识别子系统又包括传输模块、噪声处理模块和语音识别模块。 用户发出的语音控制命令经各个模块依次处理最后转变为机顶盒可执行的控制信号,实现对机顶盒操作的语音控制,使用户避免繁琐的按键更方便的完成对机 顶盒的操作。

优缺点：该系统可利用遥控器接收语音,并根据语音依次处理最后转变为机顶盒可执行的控制信号,实现对机顶盒操作的语音控制。但此系统在机顶盒本地识别语音，识别精度和识别量非常有限。仅适用于简单的语音控制功能。

5、一种基于Android系统的机顶盒语音控制方法，公开号： CN103260065A，公开日：2013-08-21，申请人：无锡德思普科技有限公司。

本发明公布了一种基于Android系统的机顶盒语音控制方法,在Android系统内为每一个显示界面中的应用子项取一个中文名并分配一个对应的ID号；Android系统在接收到语音识别与控制模块通过通信接口发送过来的ID号后,Android函数OnCreate对应的组件activity被打开,即打开相应的应用项目；用户说出当前显示界面下应用项目的中文名后,Android系统自动匹配识别并发送与此应用项目对应的ID号给机顶盒。本发明无需后台数据库,或者说无需接入互联网,就能支持实现语音输入控制。

优缺点：该系统实现了一种基于Android系统的机顶盒语音控制方法,根据语音对应安卓的显示界面中的应用子项，仅能够利用语音实现各子项之间的切换。但无法实现改变频道、音量调节等用户常用的机顶盒基本控制功能。

6、一种处理语音的方法、系统、遥控器、机顶盒、云服务器，公开号： CN101938391A，公开日：2011-01-05，申请人： 中山大学。

本发明公开一种处理语音的方法、系统、遥控器、机顶盒、云服务器,应用于机顶盒技术领域,其方法包括：通过机顶盒首先接收用于遥控的语音控制指令,并发送要求识别出语音控制内容的语音识别请求信息,接着云服务器接收该发送的要求识别出语音控制内容的语音识别请求信息,并对该录制的用于遥控的语音控制指令进行识别,识别出文本格式的用于遥控的文本控制指令集合,然后机顶盒根据云服务器识别出的文本格式的用于遥控的文本控制指令集合,执行相应的文本格式的用于遥控的文本控制指令,从而达到实现通过语音,对机顶盒进行控制的目的。

优缺点：该系统通过遥控器、机顶盒、云服务器实现了一种处理语音的方法,可实现通过语音,对机顶盒进行控制的目的。通过云服务器提高了语音识别的准确度。但机顶盒识别文本控制指令的数量有限，指令固定，不具有控制的灵活性。仅能实现机顶盒固定的、少量的基本控制功能。

7、一种具有语音功能的机顶盒，公开号： CN104954834A ，公开日： 2015-09-30，申请人：成都中微电微波技术有限公司。

本发明提供一种具有语音功能的机顶盒,包括盒体和本体电路模块,本体电路模块包括控制模块、接收模块、输出模块及电源电路模块,还包括与控制模块连接的无线连接模块,用于与移动终端进行信号连接；与控制模块连接的节目单整合模块,对机顶盒中正在播放的节目和节目预告进行整合,并编制节目表单；与控制模块连接的发送模块,用于向移动终端发送节目表单；与控制模块连接的空气检测传感器组、语音播报器、红外传感器、光敏传感器及LED灯。该机顶盒可以通过移动终端直接开启,并且可将节目整合成节目表单发送给移动终端,用户可以直接在移动终端上查看正在播出的节目和节目预告,而无需再开启电视机查看,浏览方便,节约时间,而且节约电能。

优缺点：该系统的将机顶盒和空气检测传感器、语音播报器、红外传感器、光敏传感器及LED灯、移动终端等进行了连接。但语音方面仅实现了对市内空气指数的播报，没有语音控制功能。

8、带语音控制功能的机顶盒，公开号：CN203504701U ，公开日： 2014-03-26，申请人：北京朝歌数码科技股份有限公司。

本实用新型涉及机顶盒,具体公开了一种带语音控制功能的机顶盒,包括用于采集用户语音信号的语音采集模块、用于将采集的语音信号转换成数字信号的A/D转换器、用于对A/D转换器转换后的与语音信号对应的数字信号进行检测并输出操作指令的语音检测模块和用于接收语音检测模块输出的操作指令并执行相应动作的执行控制电路。本实用新型无需用户手动操作,通过语音指令即可实现切换频道、暂停、快进快退、待机/关机和唤醒等操作,为用户带来更加便捷的操作体验。

优缺点：该系统通过语音指令可实现切换频道、暂停、快进快退、待机/关机和唤醒等操作。但不能够通过语音对频道内容进行检索和切换。

9、一种语音控制机顶盒，公开号：CN103347208A，公开日：2013-10-09，申请人：四川省艾普网络股份有限公司。

本发明涉及机顶盒领域,提供了一种语音控制机顶盒,包括机顶盒体、设置在机顶盒体内的语音识别控制单元,所述语音识别控制单元包括顺序连接的前置处理单元、语音识别单元和机顶盒主控制器单元；所述前置处理单元包括顺序连接的话筒、信号放大器、抗混叠滤波器和A/D转换器；所述语音识别单元包括DSP处理器、存储有初始化程序和语音比对模块的SDRAM、用于存放系统运行时的临时数据的Flash、用于设置和训练语音比对模块的按键单元；所述DSP处理器还连接有能实时监控DSP处理器工作状态的监控模块电路,且当DSP处理器工作状态出现异常时监控模块使DSP处理器复位。本发明用作机顶盒。

优缺点：该系统通过语音指令可实现机顶盒的简单语音操作。但需要训练语音，也就是说只是针对特定说话人进行控制，控制不灵活，可实现的控制功能有限。

综合总结多种涉及语音机顶盒的专利基础，都有其共同的弊端：控制功能有限，无法实现根据节目单内容的频道切换，语音识别准确性不高，没有交互功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种基于语音交互的网络机顶盒应用系统，以实现语音识别准确性的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于语音交互的网络机顶盒应用系统，包括智能机顶盒、语音遥控器、智能服务器和广电服务器，所述智能机顶盒分别与智能服务器和广电服务器双向通信连接，所述语音遥控器与智能机顶盒双向通信连接，所述智能机顶盒与智能家居通信连接。

进一步的，所述智能机顶盒，包括机顶盒本体、遥控器蓝牙模块、网络接口、Zigbee模块和机顶盒，所述机顶盒本体、遥控器蓝牙模块、网络接口和Zigbee模块均设置在机顶盒内，所述机顶盒本体至少包括，处理器、音视频输出接口和有线电视接口，所述音视频输出接口、有线电视接口、遥控器蓝牙模块、网络接口和Zigbee模块均与处理器连接。

本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型的技术方案中，通过智能服务器实现语音识别和语义理解，能够利用云端服务器的计算优势，准确的识别用户的语音，不会使语音限定在特定的个人，不需要先期的录音或训练过程。具有识别准确率高且识别速度快的优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的基于语音交互的网络机顶盒应用系统的原理框图；

图2为本实用新型实施例所述的智能机顶盒的硬件结构原理框图；

图3为本实用新型实施例所述的智能服务器中功能模块的原理框图；

图4为本实用新型实施例所述的智能家居配套设备的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种基于语音交互的网络机顶盒应用系统，包括智能机顶盒、语音遥控器、智能服务器和广电服务器，智能机顶盒分别与智能服务器和广电服务器双向通信连接，语音遥控器与智能机顶盒双向通信连接，智能机顶盒与智能家居通信连接。

其中，如图2所示，智能机顶盒，包括机顶盒本体、遥控器蓝牙模块、网络接口、Zigbee模块和机顶盒，机顶盒本体、遥控器蓝牙模块、网络接口和Zigbee模块均设置在机顶盒内，机顶盒本体至少包括，处理器、音视频输出接口和有线电视接口，音视频输出接口、有线电视接口、遥控器蓝牙模块、网络接口和Zigbee模块均与处理器连接。

与机器进行语音交流，让机器明白你说什么，这是人们长期以来梦寐以求的事情。本专利设计了一种基于语音交互的机顶盒应用系统，用户通过语音遥控器，实现对机顶盒的控制，主要包括电视频道根据播放内容进行切换、音量、开关机、网页浏览和室内家居控制功能。

如图1所示，语音遥控器录制用户语音，语音数据通过蓝牙传送到智能机顶盒，智能机顶盒通过内置的网络模块将语音数据通过智能控制通信协议发送到智能服务器。语音数据经过智能服务器上的语音识别、语义理解确定用户的控制需求，将控制指令通过智能控制通信协议回送给智能机顶盒，智能机顶盒根据指令执行操作。智能机顶盒执行的操作主要有两种：（1）智能机顶盒本身可执行的操作，主要包括切换频道、音量调节、开关机、界面切换、影视等内容切换、网页浏览等。（2）智能家居控制，智能机顶盒通过Zigbee或Wi-Fi协议将控制指令发送到智能家居配套设备，由配套设备执行相应操作。主要包括电灯的开关、亮度调节、插线板开关、窗帘开关等。

智能服务器在进行语义理解时，定时从为机顶盒提供内容的广播电视服务器获取节目单、影视内容地址、内部ID号等信息，根据用户语音识别的结果进行查询匹配，确定用户想要播放的内容。如想看某某节目，智能服务器根据节目单确定机顶盒内部跳转频道ID号，将控制命令回传给机顶盒执行。如语义理解暂时无法理解用户需求，智能服务器回传进一步的询问语音，等待用户回答，实现与用户的智能化交互。

机顶盒硬件结构如图2所示，主要包括机顶盒本体和遥控器蓝牙模块、网络接口和Zigbee模块4部分。所有硬件模块均安置在机顶盒内部。其中机顶盒本体是包括普通机顶盒的主要硬件模块，应至少包括处理器、音视频输出接口和有线电视接口等模块。遥控器蓝牙模块主要提供和语音遥控器的连接，主要提供语音和普通按键传输两种功能。网络接口提供有线和wifi两种网络连接接口，使机顶盒可以通过有线或无线wifi方式连接网络。Zigbee模块提供机顶盒与其他Zigbee设备的连接功能。处理器协调处理各模块，将各种数据组织智能控制通讯协议通过相应接口发送和接收实现各种控制功能。音视频输出接口向电视机或显示器输出音频和视频信息。有线电视接口连接有线电视数据线，获得广播电视内容及信息。

智能服务器主要功能模块如图3所示，主要包括语音识别模块、语义理解模块、数据库、控制执行模块、协议组织模块和日志记录模块。语音识别模块将机顶盒传输的语音数据解析成相应的文字。语义理解模块负责对语音识别模块解析后的文字进行分析，确定用户的真实意图。数据库存储了用户信息、用户电器设备的型号、指令的红外代码、电视节目单、电视对应频道信息等。控制执行模块根据数据库和语义理解模块分析用户的意图结果确定发送给机顶盒的数据。协议组织模块根据控制执行模块的数据，组织智能控制通信协议内容，发送给机顶盒。日志记录模块记录用户的所有数据信息。

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表1、智能控制通信协议。

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表2、智能控制通信协议内容及示例。

智能控制通信协议内容如表1所示，各部分规定及示例如表2所示。

智能家居配套设备结构图如图4所示。Wifi模块和Zigbee模块提供设备和机顶盒的网络连接，根据情况可仅安装一种通信模块。控制执行模块根据wifi或zigbee模块接受的数据，控制配套设备执行相应控制任务。供电模块采用电池或固定电源对配套设备供电，并进行电源管理，在合适的条件下使设备进入休眠模式以降低能耗。

本技术方案的创新点有：

1、语音识别、语义理解和控制指令发送都通过智能服务器实现；

2、通过智能控制通信协议实现语音、指令等多内容的机顶盒通讯交互；

3、在暂时无法找到用户语音对应控制命令时通过语音进一步询问用户；

4、通过无线方式控制智能家居设备；

5、与机顶盒内容提供商服务器交互获得节目单等信息；

6、基于内容进行节目匹配可频道切换；

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。