一种可以通过语音控制家电的控制系统与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种家电控制系统以及方法，具体涉及一种可以通过语音控制家电的系统与方法。
【背景技术】
[0002]当前家电向着越来越智能化方向发展。在家电控制方面，语音操控是最重要的智能化的手段之一。针对语音操控家电，当前专利已经有相关实例，但是都存在一定的问题:
[0003]在专利号为ZL 2011 2 0534127.3的实用新型专利“一种用于家电的语音交互装置”中，涉及一种语音交互装置，可以对家电进行控制。此新型对于家电的语音操控需要做两步交互，第一步需要说出一个唤醒词来激活语音识别过程。第二步，在语音识别启动之后，用户再说出家电的执行命令。例如，用户说“智能空调”，空调会说“主人，请吩咐”，然后用户再说“打开”，空调说“好的，空调已打开”，然后打开空调。这种方法的缺点就是需要两步交互，交互过程比较繁琐。
[0004]在申请公布号为CN 103712311 A的发明专利“空调及控制方法”中，涉及一种语音控制空调的方法，可以对空调进行语音控制。此发明对空调的语音操控只需要一步交互，但是需要同时说出含有三个关键词的语音命令:第一关键词可以对语音识别进行激活，第二关键词为空调控制命令，第三关键词可以对语音识别进行停止。例如，用户说“准备空调打开空调待机空调”，空调识别到“准备空调”后激活语音识别，识别到“打开空调”后执行空调的打开动作，识别到“待机空调”后停止当前的识别。此系统与方法在一定程度上解决了实用新型专利“一种用于家电的语音交互装置”中的两步交互问题，但是还是存在命令词太长的问题。启动一次语音识别，需要在一条命令词中包含三个关键词。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术的不足，提供一种通过语音控制家电的控制系统与方法，本发明可以帮助用户通过语音实现对家电进行快捷、人性化的控制。本发明可以通过包含两个关键字的一条语音命令词，完成对家电设备的控制。其中语音命令词的前半部分为第一关键字，为家电设备唤醒词；语音命令词的后半部分为第二关键字，为家电设备操作命令词。如“智能空调开机”命令词，第一关键字“智能空调”可以将空调控制单元唤醒；第二关键字“开机”指示空调控制单元，由空调控制单元完成开机动作。本发明可以帮助用户通过语音实现对家电进行快捷、人性化的控制。
[0006]本发明采用的技术方案为:一种可以通过语音控制家电的操控系统，该操控系统包括主控模块、音频输入装置、音频输出装置和家电控制单元；所述音频输入装置的输出端与主控模块的输入端相连；所述音频输出装置的输入端与主控模块的输出端相连；所述家电控制单元与主控模块的通讯接口双向连接。
[0007]进一步的，所述音频输入装置包含麦克风、音频放大器和AD转换器，麦克风采集到的声音，经过音频放大器放大后，再经过AD转换器，转化为数字信号，并输出到主控模块。
[0008]进一步的，所述的音频输出装置包含DA转换器、音频放大器和喇叭；主控模块输出的数字格式的音频经过DA转换器，被转换为模拟格式，然后再经过音频放大器放大后，由喇叭播出。
[0009]进一步的，所述的家电控制单元为普通的家电主控单元，可以对家电进行控制，可以与主控模块通过通讯接口进行通讯。
[0010]进一步的，所述的主控模块可以采用通用的微处理器芯片，需要包含音频数据缓冲单元、语音唤醒程序单元、语音识别程序单元、音频播放单元和通讯接口。
[0011]进一步的，所述的主控模块中所述的音频数据缓冲单元可以接收音频输入装置的数字音频输入，对数字格式的音频数据进行暂存，并可以对音频数据进行快速定位。
[0012]进一步的，如果语音唤醒程序单元和语音识别程序单元运行有噪音滤除算法，将非人类讲话的声音滤除，从而排除非人类讲话声音对整个系统的干扰。
[0013]进一步的，所述的主控模块中所述的语音唤醒程序单元运行有基于非特定人的语音唤醒程序，从连续输入的数字音频数据中检测出非特定人的特定关键词。
[0014]进一步的，所述的主控模块中所述的语音识别程序单元运行有基于非特定人的语音识别程序，预置一定数量的目标识别命令词，可以对一段数字音频数据进行处理，并根据处理结果判断这段数字音频数据是否符合目标识别命令词中的一个。
[0015]进一步的，所述的主控模块中所述的音频播放单元可以将预存的音频输出到音频播放装置进行播放，以提示当前系统的状态以及各种操作信息等等。
[0016]进一步的，所述的主控模块中所述的通讯接口为通用的通讯接口，例如I2C、UART等各种通讯接口，通讯接口与家电主控单元双相连接，即可以向家电主控单元发送各种控制命令，也可以从家电主控单元获取家电主控单元的各种信息。
[0017]进一步的，在正常使用中大部分时间中，只有语音输入装置与音频数据缓冲单元、语音唤醒程序单元保持工作状态，其他部分处于休眠、低功耗或者关机状态，从而降低整个系统的功耗。
[0018]进一步的，音频输入装置中的麦克风可以放置于家电的壳体之外，容易接收用户语音的地方。
[0019]本发明另外提供一种可以通过语音控制家电的操控方法，利用上述的一种可以通过语音控制家电的操控系统，用户可以通过一条语音命令完成对家电设备的控制，语音命令包括第一关键词和第二关键词，第一关键词为唤醒家电设备用词，如“XX风扇”、“XX空调”、“XX电视”等等。第二关键词为家电设备操作命令，如“打开”、“关闭”、“定时XX分钟”等等。第一关键词和第二关键词组合起来，为一条语音命令，如“美的空调打开”、“格式空调扇摇头”、“海尔电视机定时30分钟”等等。
[0020]进一步的，用户如果想通过语音操控空调，只需要说出控制语音命令XXXX-YY，其中XXXX为第一关键词，YY为第二关键词，例如“智能空调开机”。语音唤醒程序单元一直在侦听与检测音频数据缓冲单元中的音频数据，检测第一关键词，一旦音频数据中出现第一关键词XXXX，则语音唤醒程序单元唤醒语音识别程序单元，并且将XXXX命令词在数据缓冲单元中的结束位置告知语音识别程序单元，语音识别程序单元启动后，到音频数据缓冲单元中读取第二关键词音频数据，启动第二关键词的识别，对此数据进行语音识别处理，得到符合预置命令YY的识别结果，语音识别程序单元启动通讯接口，并通过通讯接口触发家电主控单元，将命令YY发送给家电主控单元，家电主控单元根据YY命令进行各种家电操控即可，如果上述过程各种，各个模块以及单元已经处于工作状态，则不需要执行各个模块以及单元的启动动作。
[0021]进一步的，语音识别程序单元通过检测音频数据缓冲单元中第二关键词音频结束后的静音时间，可以自动判断音频缓冲单元中的第二关键词的音频数据在音频数据的结束位置，并将这个位置告知语音唤醒程序单元，从而及时告知语音唤醒程序单元重新启动第一关键词的检测与侦听过