一种基于语音识别的智能家居系统的制作方法

本发明涉及智能家居控制领域，具体涉及一种基于语音识别的智能家居系统。

背景技术：

随着智能计算技术的不断发展，人类社会越来越趋向于智能化，智能化的家居设备已越来越多的走进人们的日常生活中，智能家居可以让住户有着更加方便的手段来管理家用设备，因此深受广大用户的喜爱。

传统的智能家居系统控制方式大多采用集成芯片控制，但随着云计算和语音识别技术的发展，基于云系统的智能语音识别技术将控制指令从单一口令扩展到了复杂的语义，进而为智能家居赋予更多的控制功能和丰富体验。但对于用户来讲，市面上现有的基于语音识别的智能家居系统还存在众多不足，如存在因语音指令指向不明会造成家居设备出现交叉控制错误和因用户语音指令中夹杂地方方言造成控制系统无法正确识别等问题。

技术实现要素：

本发明要解决的现有技术中因语义指向不明而造成的交叉控制错误和因不同方言、不同语气、不同语系等原因造成的语音识别普适性差和误差大的问题，从而提供一种基于语音识别的智能家居系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于语音识别的智能家居系统，包括语音采集终端、智能家居设备、智能网关以及语音遥控器。

所述语音采集终端，采集用户的样本语音指令并传输到智能网关内。

语音遥控器，录入使用者命令语音指令，并传输至智能网关内。

所述智能网关，包括声纹特征提取模块、样本声纹特征库、语义映射模块、控制语义文字库、模式匹配模块、指令控制模块、权限管理模块。

权限管理模块，给用户分配各智能家居设备的权限。

声纹特征提取模块，对样本语音指令进行特征提取，得到样本声纹特征，并存储在样本声纹特征库内；对命令语音指令进行特征提取，得到命令声纹特征。

模式匹配模块，对命令声纹特征和样本声纹特征进行匹配。

语义映射模块，将样本声纹特征与控制语义文字库中的控制语义文字进行匹配对应。

控制语义文字库，存储设置的控制语义文字。

指令控制模块，将控制语义转换为具体的控制信号并传输给相应的智能家居设备。

具体地，智能网关接收采集的样本语音指令后一方面通过声纹特征提取模块得到样本声纹特征并存储在样本声纹特征库内。

另一方面通过语义映射模块将样本声纹特征与控制语义文字库中控制语义文字之间进行语义配对。

智能网关接收到命令语音指令后通过声纹特征提取模块进行特征提取，得到命令声纹特征。

通过模式匹配模块将命令声纹特征与样本声纹特征进行匹配，若匹配成功则通过权限管理模块判断当前使用者是否具有权限。

若有，则得到命令声纹特征、样本声纹特征和控制语义文字之间的三元映射关系。

并通过指令控制模块将控制语义文字转换为控制信号，将控制信号发送给相应的智能家居设备。

在本发明中，所述语音遥控器为至少一个，家庭的不同区域放置不同的语音遥控器，每个语音遥控器都能控制每一个区域的智能家居设备。

本发明采用语义配对和模式匹配的方式识别用户所发出的语音指令，有效解决因语义指向不明而造成的交叉控制错误和因不同方言、不同语气、不同语系等原因造成的语音识别普适性差和误差大的问题，且能够在离线模式下识别简单语义，实现对智能家居设备进行本地离线操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统结构图。

图2为本发明语音识别原理图。

图3为本发明多区域语音控制示意图。

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付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。

一种基于语音识别的智能家居系统，如图1-2所示，包括语音采集终端、智能家居设备、智能网关以及语音遥控器。

所述语音采集终端，采集用户的样本语音指令并传输到智能网关内。

语音遥控器，录入使用者命令语音指令，并传输至智能网关内。

所述智能网关，包括声纹特征提取模块、样本声纹特征库、语义映射模块、控制语义文字库、模式匹配模块、指令控制模块、权限管理模块。

权限管理模块，给用户分配各智能家居设备的权限。

声纹特征提取模块，对样本语音指令进行特征提取，得到样本声纹特征，并存储在样本声纹特征库内；对命令语音指令进行特征提取，得到命令声纹特征。

模式匹配模块，对命令声纹特征和样本声纹特征进行匹配。

语义映射模块，将样本声纹特征与控制语义文字库中的控制语义文字进行匹配对应。

控制语义文字库，存储设置的控制语义文字。

指令控制模块，将控制语义转换为具体的控制信号并传输给相应的智能家居设备。

本发明的使用方法为：

语音采集终端，可以为具备屏幕的支持交互操作的手机或平板，采集用户的样本语音指令并传输到智能网关内，智能网关接收采集的样本语音指令后一方面通过声纹特征提取模块得到样本声纹特征并存储在样本声纹特征库内。

另一方面通过语义映射模块将样本声纹特征与控制语义文字库中控制语义文字之间进行语义配对。

所述样本声纹特征库，包括地点和功能的声纹特征。譬如，“卧室关灯”，在采集样本声纹特征时，对于“卧室”这一地点，单独存放有它的样本声纹特征，对于“关灯”这一功能，同样单独存放有它的样本声纹特征，而且地点和功能的样本声纹还是一一匹配对应的。

语音遥控器，录入使用者命令语音指令，并传输至智能网关内，智能网关通过声纹特征提取模块对命令语音指令进行特征提取，得到命令声纹特征。

通过模式匹配模块将命令声纹特征与样本声纹特征进行匹配，若匹配成功则通过权限管理模块判断当前使用者是否具有权限；若有，则得到命令声纹特征、样本声纹特征和控制语义文字之间的三元映射关系。

通过指令控制模块将控制语义文字转换为控制信号，并将控制信号发送给相应的智能家居设备。

因为智能网关设备集成了各类通信模块，能对不同接入方式的智能家居设备进行统一接入管理。

本发明通过权限管理模块可对用户自定义分配智能家居设备的控制权限，避免家中孩子或老人在无人陪同的情况下独自使用某些家居设备带来的安全隐患。

在本发明中，所述语音遥控器包括多个语音遥控器，家庭的不同区域放置不同的语音遥控器，单个语音遥控器不与设备一一绑定，而是都可以控制每一个区域的家居设备，如图3所示。

本发明智能网关，具有语音语义处理和信号中继功能。

当用户在客厅发出“卧室关灯”的时候，智能网关除了做“关灯”的语音、语义到控制指令的转化以外，还通过对“卧室”这个对象的声纹识别，并将卧室与控制语义一一匹配，然后智能网关采用点对点通信机制，发送“关灯”信号给卧室灯对象，实现卧室关灯。

本发明通过预先采集声纹特征并保存，当语音指令发送后，智能网关只需将语音指令的声纹特征与预存的声纹特征进行比较即可，若一致则发送控制指令，对于一些简单指令，本发明离线也可处理。

以上实施方式仅用于对本发明的描述，而非对本发明的限制。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的变化或修改是显而易见的，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围由所附的权利要求定义。