一種語音控制家庭智能終端的系統技術方案

本發明專利技術公開了一種語音控制家庭智能終端的系統，包括語音數據單元、預處理單元、提取特征參數單元、VQ模型訓練單元、VQ碼本匹配計算單元、碼本庫單元、識別輸出單元；所述語音數據單元輸出數據到預處理單元；所述預處理單元輸出數據到提取特征參數單元。本發明專利技術通過語音實現家庭智能終端控制的方法使智能家居交互體驗更好，個性化場景設定來滿足家庭每個人的特定需求，通過識別各自語音來進行家庭智能端物聯網平臺上的產品實現有效聯動，通過語音控制，采用手機依賴，提高其操控體驗。

System for controlling home intelligent terminal by voice

The invention discloses a voice control system of family intelligent terminal, including voice data unit, preprocessing unit, feature extraction unit, VQ unit, VQ model training codebook matching calculation unit, the base unit, the identification code output unit; the voice data unit to output data preprocessing unit; the pre the processing unit outputs the data to the feature extraction unit. The method of the invention realizes the family intelligent control terminal through the voice of the intelligent Home Furnishing interactive experience better, personalized settings to meet the specific needs of each family, to the family of intelligent networking platform on the end of their voice recognition products through effective linkage, through voice control, using mobile phone dependence, improve the control experience.

【技術實現步驟摘要】
一種語音控制家庭智能終端的系統
本專利技術涉及智能家居，具體涉及一種語音控制家庭智能終端的系統。
技術介紹
現在技術大部分是通過手機APP手動操作，選擇產品聯動，通過手機上的產品APP手動操作，體驗交互不佳，步驟繁瑣而不高效。
技術實現思路
本專利技術的目的是通過識別各自語音來進行家庭智能端物聯網平臺上的產品實現有效聯動，給具體發送需求的人就行，精準操控，提高其操控體驗，提供一種語音控制家庭智能終端的系統。本專利技術采用的技術方案是：一種語音控制家庭智能終端的系統，包括語音數據單元、預處理單元、提取特征參數單元、VQ模型訓練單元、VQ碼本匹配計算單元、碼本庫單元、識別輸出單元；所述語音數據單元輸出數據到預處理單元；所述預處理單元輸出數據到提取特征參數單元；在訓練階段，對每一個說話者的語音信息通過語音數據單元和預處理單元提取語音數據特征參數，所提取的語音數據特征參數進行分類，通過VQ模型訓練單元產生不同碼字所組成的碼本；在識別或匹配階段，通過VQ碼本匹配計算單元，根據碼本庫單元的信息，用VQ方法計算平均失真測度，判斷說話的人；其中的矢量量化起著雙重作用。進一步地，所述語音控制家庭智能終端的系統通過語音實現家庭智能終端控制的方法包括以下步驟：S1，在家庭智能物聯網端通過語音設定自己個性化設備聯動及智能場景；S2，平臺端根據語音識別或暗號來具體細分每一個使用者的設定及信息指令；S3，使用者發送具體指令，平臺端識別其語音；S4，根據語音對比，確定具體發送信息者，來反饋具體信息給設備，執行其特定個性化場景。更進一步地，所述步驟S1還包括特征參數的提取、用矢量量化聚類法生成碼本及VQ的說話人識別。更進一步地，所述的特征參數的提取具體為采用NFCC的方法來提取，具體提取過程如下：S11，對輸入的語音信號進行分幀、加窗，然后作離散傅立葉變換，獲得頻譜分布信息：設語音信號的DFT為：其中式中x(n)為輸入的語音信號，N表示傅立葉變換的點數；S12，再求頻譜幅度的平方，得到能量譜；S13，將能量譜通過一組Mel尺度的三角形濾波器組：定義一個有M個濾波器的濾波器組，采用的濾波器為三角濾波器，中心頻率為f(m),m＝1,2,3,···，M本系統取M＝100；S14，計算每個濾波器組輸出的對數能量：0≤m≤M-1其中mH(k)為三角濾波器的頻率響應；S15，經過離散弦變換DCT得到MFCC系數：0≤n≤N-1MFCC系數個數通常取20—30，本系統選取20階倒譜系數。更進一步地，所述的用矢量量化聚類法生成碼是將每個待識的說話人看作是一個信源，用一個碼本來表征；碼本是從該說話人的訓練序列中提取的MFCC特征矢量聚類而生成；只要訓練的序列足夠長，認為這個碼本有效地包含了說話人的個人特征，而與講話的內容無關；本系統采用基于分裂的LBG的算法設計VQ碼本，Xk(k＝1,2,…,K)為訓練序列，B為碼本；具體實現過程如下：S21,取提取出來的所有幀的特征矢量的型心作為第一個碼字矢量B1；S22,將當前的碼本Bm根據以下規則分裂，形成2m個碼字；其中m從1變化到當前的碼本的碼字數，ε是分裂時的參數，此處取ε＝0.01；S23,根據得到的碼本把所有的訓練序列(特征矢量)進行分類，然后按照下面兩個公式計算訓練矢量量化失真量的總和D[n]以及相對失真(n為迭代次數，初始n＝0，D[-1]＝∞，B為當前的碼書)，若相對失真小于某一閾值ε，迭代結束，當前的碼書就是設計好的2m個碼字的碼書，轉到相對失真計算；否則，轉下一步；量化失真量和：相對失真：S24,重新計算各個區域的新型心，得到新的碼書，轉步驟S23；S25,重復S22，S23和S24步驟，直到形成有M個碼字的碼書，其中D0＝10000。更進一步地，所述VQ的說話人識別具體為：設未知的說話人的特征矢量{X1,...,XT}，共有T幀是訓練階段形成的碼書，表示碼書第m個碼字，每一個碼書有M個碼字；再計算測試者的平均量化失真D，并設置一個閾值，若D小于此閾值，則是原訓練者，反之則認為不是原訓練者；本專利技術的優點：本專利技術通過語音實現家庭智能終端控制的方法使智能家居交互體驗更好，個性化場景設定來滿足家庭每個人的特定需求，通過識別各自語音來進行家庭智能端物聯網平臺上的產品實現有效聯動，通過語音控制，采用手機依賴，提高其操控體驗。除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本專利技術還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本專利技術作進一步詳細的說明。附圖說明構成本申請的一部分的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。圖1是本專利技術的一種語音控制家庭智能終端的系統結構框圖；圖2是本專利技術的一種語音控制家庭智能終端的系統的控制方法流程圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。參考圖1，如圖1所示的一種語音控制家庭智能終端的系統，包括語音數據單元、預處理單元、提取特征參數單元、VQ模型訓練單元、VQ碼本匹配計算單元、碼本庫單元、識別輸出單元；所述語音數據單元輸出數據到預處理單元；所述預處理單元輸出數據到提取特征參數單元；在訓練階段，對每一個說話者的語音信息通過語音數據單元和預處理單元提取語音數據特征參數，所提取的語音數據特征參數進行分類，通過VQ模型訓練單元產生不同碼字所組成的碼本；在識別或匹配階段，通過VQ碼本匹配計算單元，根據碼本庫單元的信息，用VQ方法計算平均失真測度(本系統在計算距離d時，采用歐氏距離測度)，判斷說話的人；其中的矢量量化起著雙重作用。所述語音控制家庭智能終端的系統通過語音實現家庭智能終端控制的方法包括以下步驟：S1，在家庭智能物聯網端通過語音設定自己個性化設備聯動及智能場景；S2，平臺端根據語音識別或暗號來具體細分每一個使用者的設定及信息指令；S3，使用者發送具體指令，平臺端識別其語音；S4，根據語音對比，確定具體發送信息者，來反饋具體信息給設備，執行其特定個性化場景。所述步驟S1還包括特征參數的提取、用矢量量化聚類法生成碼本及VQ的說話人識別。所述的特征參數的提取具體為采用NFCC的方法來提取，具體提取過程如下：S11，對輸入的語音信號進行分幀、加窗，然后作離散傅立葉變換，獲得頻譜分布信息：設語音信號的DFT為：其中式中x(n)為輸入的語音信號，N表示傅立葉變換的點數；S12，再求頻譜幅度的平方，得到能量譜；S13，將能量譜通過一組Mel尺度的三角形濾波器組：定義一個有M個濾波器的濾波器組(濾波器的個數和臨界帶的個數相近)，采用的濾波器為三角濾波器，中心頻率為f(m),m＝1,2,3,···，M本系統取M＝100；S14，計算每個濾波器組輸出的對數能量：0≤m≤M-1其中mH(k)為三角濾波器的頻率響應；S15，經過離散弦變換DCT得到MFCC系數：0≤n≤N-1MFCC系數個數通常取20—30，常常不用0階倒譜系數，因為它反映的是頻譜能量，故在一般識別系統中，將稱為能量系數，并不作為倒譜系數，本系統選取20階倒譜系數。所述的用矢量量化聚類法生成碼是將每個待識的說話人看作是一個信源，用一個碼本來本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種語音控制家庭智能終端的系統，其特征在于，包括語音數據單元、預處理單元、提取特征參數單元、VQ模型訓練單元、VQ碼本匹配計算單元、碼本庫單元、識別輸出單元；所述語音數據單元輸出數據到預處理單元；所述預處理單元輸出數據到提取特征參數單元；在訓練階段，對每一個說話者的語音信息通過語音數據單元和預處理單元提取語音數據特征參數，所提取的語音數據特征參數進行分類，通過VQ模型訓練單元產生不同碼字所組成的碼本；在識別或匹配階段，通過VQ碼本匹配計算單元，根據碼本庫單元的信息，用VQ方法計算平均失真測度，判斷說話的人；其中的矢量量化起著雙重作用。

【技術特征摘要】
1.一種語音控制家庭智能終端的系統，其特征在于，包括語音數據單元、預處理單元、提取特征參數單元、VQ模型訓練單元、VQ碼本匹配計算單元、碼本庫單元、識別輸出單元；所述語音數據單元輸出數據到預處理單元；所述預處理單元輸出數據到提取特征參數單元；在訓練階段，對每一個說話者的語音信息通過語音數據單元和預處理單元提取語音數據特征參數，所提取的語音數據特征參數進行分類，通過VQ模型訓練單元產生不同碼字所組成的碼本；在識別或匹配階段，通過VQ碼本匹配計算單元，根據碼本庫單元的信息，用VQ方法計算平均失真測度，判斷說話的人；其中的矢量量化起著雙重作用。2.根據權利要求1所述的語音控制家庭智能終端的系統，其特征在于，所述語音控制家庭智能終端的系統通過語音實現家庭智能終端控制的方法包括以下步驟：S1，在家庭智能物聯網端通過語音設定自己個性化設備聯動及智能場景；S2，平臺端根據語音識別或暗號來具體細分每一個使用者的設定及信息指令；S3，使用者發送具體指令，平臺端識別其語音；S4，根據語音對比，確定具體發送信息者，來反饋具體信息給設備，執行其特定個性化場景。3.根據權利要求1所述的語音控制家庭智能終端的系統，其特征在于，所述步驟S1還包括特征參數的提取、用矢量量化聚類法生成碼本及VQ的說話人識別。4.根據權利要求3所述的語音控制家庭智能終端的系統，其特征在于，所述的特征參數的提取具體為采用NFCC的方法來提取，具體提取過程如下：S11，對輸入的語音信號進行分幀、加窗，然后作離散傅立葉變換，獲得頻譜分布信息：設語音信號的DFT為：其中式中x(n)為輸入的語音信號，N表示傅立葉變換的點數；S12，再求頻譜幅度的平方，得到能量譜；S13，將能量譜通過一組Mel尺度的三角形濾波器組：定義一個有M個濾波器的濾波器組，采用的濾波器為三角濾波器，中心頻率為f(m),m＝1,2,3,···，M本系統取M＝100；S14，計算每個濾波器組輸出的對數能量：0≤m≤M-1其中mH(k)為三角濾波器的頻率響應；S15，經過離散弦變換DCT得...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝鋒，
申請(專利權)人：深圳市豐巨泰科電子有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44