本发明涉及人工智能领域，具体是一种儿童语音指令识别的卡片机器人。
背景技术：
目前各种人工智能的发展走进了各种不同的领域，教育机器人也在逐步的走进各个学校、家庭，而更加智能化的语音指令操控技术也越来越热门。现有专利cn106297815a提供了一种语音识别场景中回音消除的方法，该方法使用双数字麦克风通道，在音频数字信号处理模块中同时获得麦克输入和扬声器输出音频数据，将其中的扬声器输出右声道数据复制到麦克输入音频数据的右声道中，形成合成的麦克输入音频数据，将合成的麦克输入音频数据提供给上层的回音消除模块，通过回音消除模块aec对合成的麦克输入音频数据的左右声道进行算法处理，输出可供语音识别模块使用的语音输入音频数据，让设备能够识别外界语音指令。该技术优点在于采用双麦克风进行降噪处理，消除设备本身以及外界噪音对语音采集的影响。但是对于机器人人机交互特别是指令识别方面而言，采用双mic对语音进行简单的降噪处理只能减少部分外界因素的影响，并不能产生所需要的高质量语音信息。
又有现有专利cn106557653a提供了一种用于移动医疗的智能导医系统及其方法，包括使用移动终端采集患者主诉，通过移动互联网发送至云端服务器，依托医疗知识库，利用关键词提取、文本分词、模糊匹配和排序推荐技术对患者主诉进行分析、处理，自动生成疾病排查结果，并结合医生信息生成智能导医结果反馈给移动终端；如果患者没有结束该次询问或者诊断结果没有达到最优，则采用智能引导方式提示患者补充主诉信息，进而对疾病排查结果和智能导医结果进行逐次优化，直到患者结束该次询问或者诊断结果达到最优。该技术优点在于利用关键词提取实现语义识别，针对医学方面较为实用，从而让设备更加准确地识别外界语音指令，增强人机语音交互的操作体验。但是该方法采用关键词提取的方式，实现不了在童音情况下的语义识别，童音的特点是语音稚嫩，发音不标准、语句不准确，因此关键词提取就会不准确。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种儿童语音指令识别的卡片机器人，以解决上述背景技术中提出的现有设备不能很好地识别儿童语音，因此不能很好地执行儿童语音指令的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
包括语音采集模块、声纹特征提取模块、模型匹配模块、语义处理模块和执行终端；
所述语音采集模块包括双mic语音采集单元和语音处理单元，所述语音采集模块电性连接语音处理单元；
所述声纹特征提取模块电性连接语音处理单元，用于提取处理后的语音信息中的声纹特征；
所述模型匹配模块包括模型搭建单元和模型数据库，所述模型搭建单元电性连接声纹特征提取模块和模型数据库；
所述语义处理模块包括语义指令匹配单元和执行单元，所述语义指令匹配单元电性连接模型搭建单元和执行单元，所述执行单元电性连接执行终端。
优选的，语音处理单元用于将采集到的语音信息处理成纯波形文件，并对该波形文件进行静音切除和分帧处理。
优选的，执行终端为卡片机器人。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过语音处理单元对儿童语音进行降噪、静音切除和分帧处理，实现了提高儿童语音辨识度的目的，通过声纹特征提取对儿童语音进行识别区分并根据大数据库中的模型对比来确定语义，实现了卡片机器人童音在发音不准、语句不顺的基础上，依然可以精准的识别语音指令。
附图说明
图1为本发明一种儿童语音指令识别的卡片机器人的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。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。
如图1所示，一种儿童语音指令识别的卡片机器人，包括语音采集模块、声纹特征提取模块、模型匹配模块、语义处理模块和执行终端。语音采集模块包括双mic语音采集单元和语音处理单元，语音采集模块电性连接语音处理单元，双mic语音采集单元对采集到的语音信息进行初步降噪采集，提高采集到的语音信息的质量。语音处理单元对双mic采集到的语音信息调整为纯波形文件，并对其进行二次降噪、静音消除和分帧处理。
声纹特征提取模块电性连接语音处理单元，声纹特征提取模块根据分帧后的语音信息帧数进行特征提取，这些特征包括显示儿童语音的音色、音调、音准等信息的特征波段。
模型匹配模块包括模型搭建单元和模型数据库，模型搭建单元电性连接声纹特征提取模块和模型数据库。模型数据库为一个庞大的特征组合数据库，通过前期的数据输入和后期特征提取后的备份进行数据库的建立，并且每一台卡片机器人定时定期传输数据库中的数据信息到后台的中央信息库中。模型搭建模块对提取好的特征波段将会按照音色、音调、音准等预设的顺序进行模型搭建，并在模型数据库中进行模型的比对匹配。
语义处理模块包括语义指令匹配单元和执行单元，语义指令匹配单元电性连接模型搭建单元和执行单元，执行单元电性连接执行终端。语义指令匹配单元根据匹配到的模型找到对应的业务指令，例如唱歌、跳舞讲故事等指令信息，并将该指令信息传输给执行单元，由执行单元控制对应的执行终端也就是卡片机器人进行该儿童语音指令的执行。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。