全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法与流程

1.本发明属于全屋智能系统技术领域，尤其涉及一种全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法。


背景技术：

2.随着智能家居理念的不断深入，全屋性的智能系统越来越普遍。在一个全屋智能系统下，为了满足不同位置用户的语音控制，通常会在场所内布置多个语音面板以捕捉位于各个角落用户的语音命令。虽然各个语音面板之间具有一定的距离，但是难免会出现用户所发出的语音能够同时被两个甚至多个语音面板接收到的问题，目前，各个语音面板之间没有集中仲裁机制，当用户发出唤醒词后，如果多个语音面板均接收到语音信号，多个语音面板会同时响应，即用户会听到多个语音面板的响应词，如用户发出唤醒词“小k小k”，同时三个面板接收到该唤醒词，三个面板同时发出“您好，我在”的响应词，导致全屋智能系统的智能化程度大打折扣，用户体验感不佳。
3.中国国家专利公开了一种语音设备唤醒方法及装置[申请号：2020115152996]，该方案通过确定语音设备采集的语音信号的声学特征，根据声学特征确定语音设备的唤醒得分，并将唤醒得分发送至服务器，由服务器根据接收的多个语音设备的唤醒得分确定一个语音设备作为目标语音设备进行唤醒，可以解决多个语音设备同时唤醒的问题。
[0004]
上述方案虽然能够解决语音设备同时被唤醒的问题，但是上述方案所有语音设备需要计算唤醒得分，并将唤醒得分发送出去，由第三方根据唤醒得分来确定最终由哪个语音设备作出响应，存在步骤复杂，响应时间慢且需要依赖网络，占用网络带宽等问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的是针对上述问题，提供一种全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法。
[0006]
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
[0007]
一种全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法，包括多个语音面板，且多个语音面板通过以下仲裁方式对用户的唤醒语音进行就近响应：
[0008]
s1.局域网内至少一块语音面板接收到唤醒语音；
[0009]
s2.接收到唤醒语音的语音面板获取各自所接收唤醒语音的语音强度并将语音强度广播出去；
[0010]
s3.接收到唤醒语音的语音面板将自身语音强度与所接收到的广播语音强度一一比较，当大于所有与之比较的广播语音强度时，作出响应，否则不动作。
[0011]
在上述的全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法中，步骤s3中，所述的语音面板将自身语音强度与在第一预设时间段内接收到的广播语音强度一一比较。
[0012]
在上述的全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法中，步骤s3中，若第一预设时间段内没有接收到广播语音强度，则不进行语音强度比较，直接由该语音面板作出响应；
[0013]
且所述的第一预设时间段小于或等于0.1s。
[0014]
在上述的全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法中，每个语音面板中存储有通讯表，在步骤s3中，当存在与语音面板的自身语音强度相等的广播语音强度，且不存在大于自身语音强度的广播语音强度时，检测是否接收到其他语音面板的响应结果单播信号，若没有，则作出响应，并将响应结果单播给广播出与自身语音强度相等的广播语音强度的语音面板。
[0015]
在上述的全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法中，在步骤s2中，同时获取唤醒语音的音色和/或音调，并将音调和/或音色作为语音强度的标签信号，且在步骤s3中，具有相同标签信号的语音强度相互比较，具有不同标签信号的语音强度不进行相互比较。
[0016]
在上述的全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法中，步骤s3具体为：
[0017]
接收到唤醒语音的语音面板将自身语音强度与具有相同标签信号的广播语音强度一一比较，当大于所有被比较的广播语音强度时，作出响应，否则不动作。
[0018]
在上述的全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法中，步骤s3中，当一块语音面板同时具有多个携带不同标签信号的自身语音强度时，将各个自身语音强度分别与具有相同标签的广播语音强度进行比较，当存在至少一个自身语音强度大于所有与之比较的广播语音强度时，作出响应，否则不动作。
[0019]
在上述的全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法中，步骤s3中，当一块语音面板同时具有多个携带不同标签信号的自身语音强度，且存在多个自身语音强度均大于所有与之比较的广播语音强度时，作出一次响应。
[0020]
在上述的全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法中，在步骤s2中，当一块语音面板同时具有多个携带不同标签信号的语音强度时，将多个语音强度同时广播出去。
[0021]
在上述的全屋智能系统中语音设备就近唤醒方法中，在步骤s3具体为：
[0022]
接收到唤醒语音的语音面板首先判断自身语音强度是否大于强度阈值，若是，则直接作出响应，否则将自身语音强度与所接收到的广播语音强度一一比较，当大于所有与之比较的广播语音强度时，作出响应，否则不动作。
[0023]
本发明的优点在于：在多个语音面板同时接收到一个用户的唤醒语音时能够通过自我决策的方式保证只有一块离用户最近的语音面板作出响应，避免同时多块语音面板响应导致用户体验不佳的问题，同时因为就近唤醒，所以能够保证用户可以清楚地听到响应词，以方便用户与智能系统之间的交互；
[0024]
多块语音面板之间通过自我仲裁的方式决定自己响应或不响应，不需要经过第三方比较，能够保证只有一块距离用户最近的语音面板响应的同时保证响应速度；
[0025]
语音面板通过广播的方式将语音强度广播出去供其他语音面板比较强度大小从而做出响应或不响应的最终决策，不依赖于网络；
[0026]
为语音强度依据音调/音色制成的标签，当具有多个用户同时发出唤醒语音时，能够对多个用户唤醒语音的语音强度进行分别比较，避免出现需要多个语音面板响应时只有一块语音面板响应的问题。
附图说明
[0027]
图1为本发明实施例一中就近唤醒的方法流程图；
[0028]
图2为本发明实施例一中四块语音面板的场景示意图；
[0029]
图3为本发明实施例一中五块语音面板的场景示意图；
[0030]
图4为本发明实施例三中四块语音面板两个用户同时控制的场景示意图；
[0031]
图5为本发明实施例四中的就近唤醒的方法流程图。
具体实施方式
[0032]
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
[0033]
本方案的全屋智能系统指应用于家庭、酒店、办公、养老、教育等领域的智能系统，如智能家居系统，可以基于zigbee网络，也可以基于以太网等具有局域网的网络，本实施例以zigbee网络为例，在一个全屋智能系统中布置zigbee网关和通过zigbee网络接入zigbee网关的语音面板和受控设备。语音面板用于与用户实现语音交互，以供智能系统根据用户的语音命令控制相应的受控设备动作，在实际场景下，用户可以与任意局域网内的语音面板进行交互实现对局域网内任意受控设备的语音控制。由于在一个全屋智能系统下，需要保证能够接收到各个角落用户的正常分贝语音，所以会在场所内安装多个语音面板。以一个三室家庭为例，通常会在客厅、餐厅、两个卫生间、一个厨房、三个卧室等位置分别安装一个或多个语音面板。在实际应用时，用户可能会在任何位置发出语音控制命令，所以可能会出现两个或多个语音面板同时接收到语音的情况，传统情况下，各个语音面板之间没有仲裁机制，接收到唤醒语音的语音面板都会做出响应，虽然也能够实现控制，但是会给用户极不佳的体验感，影响全屋性智能系统的普及。用户若是不希望听到两个语音面板同时响应，则需要尽量靠近其中一块语音面板并以相对较轻的语音进行语音控制以避免唤醒隔壁的语音面板。
[0034]
实施例一
[0035]
本方案提出了一种语音面板之间进行语音强度仲裁的就近唤醒方法，在用户发出唤醒语音后，只有最近的语音面板会作出响应，能够有效避免多个语音面板同时响应的尴尬情景，同时由于由离用户最近的语音面板进行回应，所以能够给予用户最佳的使用体验。如图1所示，具体实现方法包括以下步骤：
[0036]
s1.局域网内至少一块语音面板接收到唤醒语音；
[0037]
s2.接收到唤醒语音的语音面板获取各自所接收唤醒语音的语音强度并将语音强度广播出去，同时局域网内所有语音面板接收所有被广播的语音强度；
[0038]
s3.接收到唤醒语音的语音面板将自身语音强度与所接收到的广播语音强度一一比较，当大于所有与之比较的广播语音强度时，作出响应该语音面板被唤醒，否则不动作，该语音面板不被唤醒。
[0039]
进一步地，当用户站在两个语音面板之间的时候，就有可能出现两个语音面板所接收到的唤醒语音的语音强度同样大，此时，本方案通过如下方式解决两个语音面板的语音强度同样大的问题：
[0040]
如图2所示，这里以网络中有a、b、c、d四个语音面板为例进行就近唤醒场景举例说明：当用户发出“小k小k”唤醒语音时，语音面板a和语音面板b接收到唤醒语音，a获取所接收唤醒语音的语音强度，在此称为自身语音强度a，并将语音强度广播出去，在此称为广播语音强度a，需注意，自身语音强度a与广播语音强度a是语音面板a针对同一语音的语音强
度，所以大小是一样的，语音面板b、c、d都会接收到该广播语音强度a；同样地，b也获取了它所接收到唤醒语音的语音强度，在此称为自身语音强度b，并将语音强度广播出去，在此称为广播语音强度b，同样地，自身语音强度b与广播语音强度b的大小也是一样的，语音面板a、c、d都会接收到该广播语音强度b。语音面板c和语音面板d没有自身语音强度，所以直接不动作。语音面板a将自身语音强度a与广播语音强度b进行比较，结果为自身语音强度a大于广播语音强度b，故语音面板a作出响应，发出“我在”的语音回应，语音面板b将自身语音强度b与广播语音强度a进行比较，结果为自身语音强度b小于广播语音强度a，所以不动作。由此可见，通过该方法，在一般场景下，能够确保只有一块距离用户最近的语音面板对用户的唤醒语音作出响应，有效改善用户体验。并且该方法由语音面板自主比较确定是否进行响应，无需经过第三方处理，执行过程简单且快速，能够有效提高响应速度，进一步提升用户体验感，而且不依赖于网络，也不占用任何网络空间。
[0041]
进一步地，步骤s3中，语音面板将自身语音强度与在第一预设时间段内接收到的广播语音强度一一比较，且若第一预设时间段内没有接收到广播语音强度，则不进行语音强度比较，直接由该语音面板作出响应，此时通常表示只有一个语音面板接收到唤醒语音。
[0042]
优选地，第一预设时间段小于或等于0.1s，例如0.1s、0.09s、0.08s、0.07s。由于距离越近的两个语音面板，相互之间的广播信号接收越及时，所以通过设定第一预设时间段实现只需要与与之较为相近的语音面板广播的语音强度进行比较即可，能够有效提高处理速度。
[0043]
另外，优选每块语音面板在接收到唤醒语音的第二预设时间段后删除关于该唤醒语音的自身语音强度和广播语音强度，且第二预设时间段大于或等于第一预设时间段，第二预设时间段可以为3s、5s等时间段。
[0044]
下面结合图3阐述设置第一预设时间段的优点。如图3所示，假设用户在b附近，发出的唤醒语音被a、b、c、d、e五个语音面板接收到，五个语音面板之间间隔一定距离，b面板离用户最近，我们需要b语音面板作出响应，其他语音面板不动作，由于a、c语音面板离b语音面板最近，所以b语音面板会最先接收到广播语音强度a和广播语音强度c并与广播语音强度a、c进行比较，若不设置第一预设时间，则需要b语音面板继续与广播语音强度d和广播语音强度e进行比较后才能够给出响应。本方案设置第一预设时间段，使每个语音面板在接收到唤醒语音之后的第一预设时间段内接收到的广播语音强度与自身语音强度进行比较。可以设置第一预设时间段只够接收相邻语音面板的广播语音强度，即只够b语音面板接收广播语音强度a和广播语音强度c，则在b语音面板中，只需要与广播语音强度a和广播语音强度c分别进行比较即可，不需要进行与广播语音强度d和广播语音强度e之间的大小比较，在语音面板分布越密集的场景，能够明显提高b语音面板的响应速度，响应速度提高约明显。而在a语音面板中，可以得出广播语音强度b大于自身语音强度a的结果，所以不动作；在c语音面板中，可以得出广播语音强度b大于自身语音强度c的结果，所以也不动作；在d语音面板中，由于用户更靠近c，可以得出广播语音强度c大于自身语音强度d的结果，所以也不动作，在e语音面板中与d语音面板类似。所以最终的结果仍然是只有b语音面板响应，且能够明显提高响应速度。在投入使用时可以根据网络中各语音面板广播至相邻语音面板所需要的时间设定该第一预设时间段，第一时间段需要至少大于网内相邻关系最远的两个语音面板广播至相邻语音面板所需要的时间。
[0045]
实施例二
[0046]
本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例考虑到了可能存在两块语音面板具有相同的语音强度。如图2中可能出现a语音面板和b语音面板接收到的唤醒语音的语音强度一样的情况，此时就可能出现两个语音面板均不响应或均响应的问题，本方案通过如下方式避免出现这种情况：
[0047]
每个语音面板中存储有从网关处获取的通讯表，在步骤s3中，当存在与语音面板的自身语音强度相等的广播语音强度，且不存在大于自身语音强度的广播语音强度时，检测是否接收到其他语音面板的响应结果单播信号，若没有，则作出响应，并将响应结果单播给广播出与自身语音强度相等的广播语音强度的语音面板。如图2中，当自身语音强度a与自身语音强度b相等时，若a先比较结束，则a作出响应，同时将响应结果单播给b语音面板，b语音面板接收响应结果单播信号不作出响应。
[0048]
通过该方式，能够保证一般情况下不会出现两个语音面板同时响应的情况，有效提升用户体验感，有助于全屋智能系统的普及和运用。
[0049]
实施例三
[0050]
本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例考虑到了两个用户同时发出语音命令的可能性，两人同时发出命令的概率比较低，但也不是绝对不会发生，尤其是在体量较大的应用场景下，通过实施例一中第一预设时间段的设置，能够在一定程度上避免距离相对较远的两个用户同时发出唤醒语音造成相互影响的问题(以图3为例，假设用户1在a语音面板附近，用户2在e语音面板附近，第一预设时间段只能供语音面板接收到相邻语音面板的广播语音强度，那么a语音面板和e语音面板的语音强度不会相互比较，且分别有自身语音强度大于所有与之相比较广播语音强度的结果，所以两个语音面板可以分别作出响应)，但是无法避免所有情况下两个用户同时发出唤醒语音造成的干扰问题。并且，每个人在说话时都会有不同的音色、音调，所以本实施例进一步优化为：
[0051]
在步骤s2中，同时获取唤醒语音的音色和/或音调，并将音调和/或音色作为语音强度的标签信号，且当一块语音面板同时具有多个携带不同标签信号的语音强度时，将多个语音强度同时广播出去。
[0052]
步骤s3具体为：接收到唤醒语音的语音面板将自身语音强度与具有相同标签信号的广播语音强度一一比较，当大于所有被比较的广播语音强度时，作出响应，否则不动作。当一块语音面板同时具有多个携带不同标签信号的自身语音强度时，将各个自身语音强度分别与具有相同标签的广播语音强度进行比较，当存在至少一个自身语音强度大于所有与之比较的广播语音强度时，作出响应，否则不动作；而当一块语音面板同时具有多个携带不同标签信号的自身语音强度，且存在多个自身语音强度均大于所有与之比较的广播语音强度时，作出一次响应。
[0053]
如图4所示，用户1和用户2同时发出唤醒语音“小k小k”，语音面板a和语音面板b接收到用户1的唤醒语音，语音面板b和语音面板c接收到用户2的唤醒语音，这里针对用户1唤醒语音的标签信号用“1”表示，针对用户2唤醒语音的标签信号用“2”表示。a语音面板具有自身语音强度a1，同时接收到b语音面板针对用户1唤醒语音的广播语音强度b1和针对用户2唤醒语音的广播语音强度b2，同时接收到c语音面板针对用户2唤醒语音的广播语音强度c2；b语音面板具有自身语音强度b1、自身语音强度b2，同时接收到广播语音强度c2、广播语
音强度a1；c语音面板具有自身语音强度c1，同时接收到广播语音强度a1、广播语音强度b1、广播语音强度b2；d语音面板接收到广播语音强度c2、广播语音强度b2、广播语音强度b1、广播语音强度a1。在a语音面板中，将自身语音强度a1与广播语音强度b1进行比较；在b语音面板中，将自身语音强度b1与广播语音强度a1进行比较，将自身语音强度b2与广播语音强度c2进行比较，当自身语音强度b1大于广播语音强度a1或自身语音强度b2大于广播语音强度c2时，b语音面板作出响应，当自身语音强度b1大于广播语音强度a1且自身语音强度b2大于广播语音强度c2时，作出一次响应，该响应同时针对用户1和用户2。
[0054]
通过上述方式，即使有两人同时发出唤醒语音，语音面板也能够区分不同用户发出的唤醒语音，最终能够根据需要由一块语音面板同时对两个用户作出响应，或由两个语音面板分别对两个用户作出响应，能够避免当两个人同时发出唤醒语音，只有一块距离其中一个用户较近的语音面板作出响应，而这块语音面板距离另一个用户较远，给另一个用户不佳的使用体验。
[0055]
优选地，本实施例中，若语音面板同时接收到多个唤醒语音的，且该语音面板若最终被唤醒的，表示在后续的控制命令中，该语音面板很有可能同时接收到不同用户的控制语音，则在后续用户发出的控制命令中，同时识别控制命令的音调/音色，若与将语音面板唤醒的唤醒语音具有一样的音调/音色，则依命令动作，否则不动作。用于避免后续语音控制过程中语音面板同时接收并处理分别来自两个用户控制命令的问题，例如卧室和客厅两个语音面板被两个用户同时唤醒，客厅用户发出了“把空调打开”的控制命令，卧室用户发出了“把灯调亮”的控制命令，两个语音均不带位置，这时，就容易出现控制错位的问题。而通过上述方式，能够保证卧室的语音面板只对卧室用户作出响应，客厅的语音面板只对客厅用户作出响应。当然，若语音面板只接收到一个唤醒语音且最终被唤醒的，在后续的控制命令中，不对音色/音调进行识别，直接根据任意用户的控制语音作出控制。
[0056]
另外，需要注意的是，这里所说的预设时间段均是以接收到相应唤醒语音的时间点为起点的时间段。
[0057]
实施例四
[0058]
如图5所示，本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例的步骤s3为：
[0059]
接收到唤醒语音的语音面板首先判断自身语音强度是否大于强度阈值，若是，则直接作出响应，该语音面板被唤醒，否则将自身语音强度与所接收到的广播语音强度一一比较，当大于所有与之比较的广播语音强度时，作出响应，该语音面板被唤醒，否则不动作，该语音面板不被唤醒。
[0060]
这里的强度阈值由本领域技术人员根据实际情况设定，每个全屋智能系统可以根据具体场景、用户情况、开关面板间距等设定强度阈值，一般情况下，开关面板间距较大的场景所设定的强度阈值较大，开关面板间距较小的场景所设定的强度阈值较较小；用户嗓门较大的场景所设定的强度阈值较大，用户嗓门较小的场景所设定的强度阈值较小。
[0061]
当某个语音面板的自身语音强度大于强度阈值时，可以认为用户在距离该语音面板较近的位置，如用户站在语音面板前，面向或侧向语音面板，这个时候，该语音面板直接作出响应，不需要等待与其他语音面板广播的广播语音强度进行比较的比较结果，能够提高响应速度。而其他语音面板会照例收到该语音面板的广播语音强度，由于用户距离该语音面板较近，其他语音面板的语音强度会小于该语音面板的语音强度，所以其他语音面板
仍然能够保持静默。
[0062]
本实施例通过为系统设置强度阈值的方式，在用户靠近某个语音面板发出唤醒语音时，能够迅速唤醒该语音面板，同时其他语音面板继续通过强度比较的方式保持静默，进一步优化该就近唤醒方案，有效提升用户体验感。
[0063]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0064]
尽管本文较多地使用语音面板、唤醒语音、自身语音强度、广播语音强度等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。