一种基于离线语音识别的智能家居控制系统的制作方法

本发明涉及语音识别，特别涉及一种基于离线语音识别的智能家居控制系统。

背景技术：

1、目前，基于语音输入指令控制智能家居已经在智能家居领域大有普及，为了适应智能家居控制的多种场景和提高用户体验，基于离线语音识别的智能家居控制技术也逐渐实现，且随着无线通信技术的发展，设备之间的互联互通技术也有所进步，现有的基于离线语音识别的智能家居控制技术多通过触控输入方式或语音输入方式在智能面板中输入控制指令，进而实现对智能家居设备的远程无线控制。

2、但是，现有的基于离线语音识别的智能家居控制系统多通过在单个智能面板中分别输入控制指令，进而实现一对一或一对多的智能家居控制，然而由于单个智能家居设备中搭载的通信模组或通信协议有限，因此，只能通过支持对应智能家居设备的通信模组或通信协议的智能面板对其进行控制。且由于单个智能面板仅仅通过现有的远程控制协议，其控制距离有限，难以基于单个面板实现对别墅或包含多个房间的控制场景中的所有智能家居设备的有效控制，进而导致现有的智能家居控制系统存在控制过度中心化、控制距离有限等问题。

3、因此，本发明提出了一种基于离线语音识别的智能家居控制系统。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于离线语音识别的智能家居控制系统，用以采用都带有离线语音识别模块对环境音中的离线语音指令进行获取，即在智能控制面板本地进行语音识别和处理，无需依赖云端服务，并基于智能家居面板中搭载的低频窄带通信模组，实现智能控制面板之间的点对点通信（即互联互通），用户可以在对别墅或包含多个房间的控制场景中任意一个智能控制面板中输入语音控制指令，智能控制面板即可同步获取该语音控制指令，进而使得每个控制面板可以对在其控制范围内或可支持对应通信方式或通信协议的智能家居设备进行控制，即实现去中心化的离线语音识别控制全屋智能设备。

2、本发明提供一种基于离线语音识别的智能家居控制系统，包括：

3、离线语音识别模块，用于在离线状态下获取预设分贝值范围内的环境音录音数据，并对环境音录音数据进行指令识别，获得用户发出的场景控制指令；

4、互联互控传输模块，用于基于接收到场景控制指令的智能控制面板中的低频窄带通信模组，将场景控制指令转发至处于当前互联互通状态中的剩余智能控制面板，获得指令互联互通结果；

5、家居互联控制模块，用于基于指令互联互通结果中所有智能控制面板最新接收到的场景控制指令，控制所有智能家居，获得智能家居控制结果；

6、其中，离线语音识别模块内置于处于当前互联互通状态的所有智能控制面板中。

7、优选的，离线语音识别模块，包括：

8、语音提取模块，用于获取预设分贝值范围内的环境音录音数据，并对环境音录音数据进行语音提取，获得提取语音；

9、正确率预测模块，用于基于提取语音的声纹特征，预测出提取语音的离线识别正确率；

10、习惯分析模块，用于当离线识别正确率不小于预测正确率阈值时，则基于预设的自定义语义指令和大量历史语音控制指令分析出用户控制习惯；

11、文本提取模块，用于基于用户控制习惯对提取语音进行语义识别，获得场景控制指令。

12、优选的，语音提取模块，包括：

13、噪音频段确定子模块，用于获取预设分贝值范围内的环境音录音数据中声音信号的波形图，在波形图中识别出当前基础环境噪音的频段范围；

14、第一筛选子模块，用于将环境音录音数据中包含的当前基础环境噪音的频段范围内的部分声音数据删除，获得去噪环境音数据；

15、第二筛选子模块，用于将去噪环境音数据中包含的预设的人类语音频段范围内的部分声音数据，当作提取语音。

16、优选的，噪音频段确定子模块，包括：

17、相似判定单元，用于识别出波形图中的骤变幅值，基于骤变幅值将波形图划分为多个子波形，计算出所有子波形中任意两两子波形之间的相似度，并将相似度不小于相似度阈值的子波形组合为互为相似波形组；

18、波形整理单元，用于将包含相同波形的互为相似波形组进行去重汇总，获得至少一个相似波形组，并基于所有子波形在波形图中的时序，对相似波形组中包含的所有子波形进行排序，获得至少一个子波形序列；

19、规律程度计算单元，用于基于子波形序列中相邻子波形之间的时间间隔，计算出子波形序列的第一规律程度，并基于子波形序列中所有两两子波形之间的相似度，计算出子波形序列的第二规律程度；

20、噪音频段范围确定单元，用于将第一规律程度和第二规律程度中的最大值不小于规律程度阈值的子波形序列中包含的所有子波形构成的总频段范围，当作当前基础环境噪音的频段范围。

21、优选的，正确率预测模块，包括：

22、倒谱分析子模块，用于生成提取语音的梅尔倒谱系数特征图，基于梅尔倒谱系数特征图确定出多个梅尔倒谱系数变化向量；

23、特征提取子模块，用于将所有梅尔倒谱系数变化向量和所有短时能量和短时平均幅度差，作为提取语音的声纹特征；

24、模型运行子模块，用于将声纹特征输入至预设的识别正确率预测模型，获得提取语音的离线识别正确率。

25、优选的，家居互联控制模块，包括：

26、设备和指令确定子模块，用于基于指令互联互通结果中所有智能控制面板最新接收到的场景控制指令，确定出目标控制家居设备和每个目标控制家居设备的目标控制指令；

27、可控制面板确定子模块，用于基于每个目标控制家居设备和智能控制面板之间的专属控制通信方式，确定出可控制每个目标控制家居设备的智能控制面板，作为每个目标控制家居设备的可控制面板；

28、家居控制子模块，用于控制每个目标控制家居设备的可控制面板，执行对应目标控制家居设备的目标控制指令，获得智能家居控制结果。

29、优选的，可控制面板确定子模块，包括：

30、第一确定单元，用于将包含红外码模块和红外发射管的智能控制面板，当作控制专属通信方式为红外遥控通信方式的目标控制家居设备的可控制面板；

31、第二确定单元，用于将包含rf通信模组的智能控制面板，当作控制专属通信方式为基于rf通信模组的控制通信方式的目标控制家居设备的可控制面板；

32、其中，基于rf通信模组的控制通信方式的目标控制家居设备为包含rf通信模组的目标控制家居设备。

33、优选的，控制面板中的低频窄带通信模组为都基于lora 或 nb-iot的低频窄带通信模组；

34、低频窄带通信模组中至少包含微控制器、存储器、通信接口。

35、优选的，文本提取模块，包括：

36、文本转换子模块，用于基于当前语音模式对提取语音进行文本转换，获得多个初始转换文本；

37、分词处理子模块，用于对初始转换文本进行分词处理，获得初始转换文本的词序列；

38、语法判断子模块，用于基于初始转换文本的词序列中每个词的词性，判断出初始转换文本中是否包含语法结构满足多种预设语法构造中的一种的语句，若是，则将初始转换文本中的对应语句判定为语法合格语句；

39、语义识别子模块，用于基于用户控制习惯，对所有初始转换文本中包含的语法合格语句进行语义识别，获得场景控制指令。

40、优选的，语义识别子模块，包括：

41、位置筛选单元，用于筛选出初始转换文本中相同语句位置的语法合格语句不止一个的语句位置，作为待判断语句位置；

42、词序对齐单元，用于将待判断语句位置的所有语法合格语句进行词序对齐，获得待判断语句位置的所有词序的多个待判断词；

43、词评价单元，用于基于待判断词在用户控制习惯中的控制指令词频列表中的词频，当作待判断词的可能性值，基于待判断语句位置的相同词序的所有待判断词的可能性值，计算出待判断语句位置的相同时序的每个待判断词的词评价值；

44、词频评价单元，用于将待判断语句位置的每个语法合格语句中所有待判断词的词评价值的均值，当作对应语法合格语句的词频评价值；

45、相邻共现评价单元，用于基于待判断语句位置的每个语法合格语句和用户控制习惯中的控制指令相邻共现列表，计算出对应语法合格语句的相邻共现评价值；

46、文本提取单元，用于基于待判断语句位置的每个语法合格语句的词频评价值和相邻共现评价值，在待判断语句位置的所有语法合格语句中提取出最终语义文本；

47、指令确定单元，用于基于最终语义文本对应的文本语义和初始转换文本中相同语句位置的语法合格语句只有一个的语句位置的文本语义，确定出场景控制指令。

48、本发明区别于现有技术的有益效果为：采用都带有离线语音识别模块对环境音中的离线语音指令进行获取，即在智能控制面板本地进行语音识别和处理，无需依赖云端服务，并基于智能家居面板中搭载的低频窄带通信模组，实现智能控制面板之间的点对点通信（即互联互通），用户可以在对别墅或包含多个房间的控制场景中任意一个智能控制面板中输入语音控制指令，智能控制面板即可同步获取该语音控制指令，进而使得每个控制面板可以对在其控制范围内或可支持对应通信方式或通信协议的智能家居设备进行控制，即实现去中心化的离线语音识别控制全屋智能设备。

49、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在本技术文件中所特别指出的结构来实现和获得。

50、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。