CN103198829A

CN103198829A - 一种降低车内噪音提高语音识别率的方法、装置和设备

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Publication number: CN103198829A
Application number: CN2013100595243A
Authority: CN
Inventors: 刘志刚; 吴晓峰; 黄治国; 王迪豹
Original assignee: Huizhou Chief Electronic Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Huizhou CHIEF Electronic Science & Technology Co., Ltd.; JIANGXI CHIEF ELECTRONIC INTELLIGENT SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2013-07-10

Abstract

本发明提出了一种降低车内噪音提高语音识别率的方法，包括：S1.处理录制的声音，进行A/D转换，得到语音数字量并存贮；S2.提取所述的语音数字量与预设的语音样本进行比对，获得比对结果；S3.执行所述的比对结果，反馈给用户。本发明还公开了一种降低车内噪音提高语音识别率的装置和设备。实施本发明的降低车内噪音提高语音识别率的方法，装置和设备解决了在汽车较嘈杂的环境下，车载导航的语音识别率低的问题，保证在复杂的语言环境下有准确的语音识别率；提高了车载导航音响上的语音识别系统的可靠性和稳定性，同时此方案也可以用于其他电子行业的声控系统。

Description

一种降低车内噪音提高语音识别率的方法、装置和设备

技术领域

本发明涉及一种车载导航音响的语音识别领域，特别涉及一种降低车内噪音提高语音识别率的方法、装置和设备。

背景技术

语音识别技术是未来信息技术领域重要的科技发展技术之一。它是一门交叉学科，正逐步成为信息技术中人机交互的关键技术。让机器明白你说什么，这是人们长期以来梦寐以求的事情。语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的命令和指令来实现每一样工作或完成某件事情。近二十年来，语音识别技术取得显著进步，语音识别技术与语音合成技术结合使人们能够甩掉键盘，通过语音命令进行操作，与机器进行语音交流，语音识别技术将进入工业、家电、通信、汽车电子、医疗、家庭服务等各个领域。

为了在行车中更好的保障行车的安全，完全解除驾驶员需要用手去操作车载GPS导航定位系统，汽车空调、照明以及音响等设备的操作。给车载影音产品带来更为人性化的体现，可以由（声控）语音识别功能来方便的控制。对汽车音响实验现代化高科技的操作。

一键进入语音识别，用户只需通过说出简单的命令词语即可不动手操作就让机器就会进入到底层功能，比如需要播放音乐，设置导航路径。只要驾驶员说出播放音乐，机器就可以自动切换到播放音乐状态省去繁琐操作，安全便捷。但在地域辽阔的中国，它拥有56个民族，各种民族语言千差万别

中国的北方的普通话与南方的普通话区别很大，就各省来说每个省发音也不一样；语音识别能排出各种声学环境因数的影响，在比较复杂的环境中人有意识的排除非需要的声学环境因数，这对语言识别系统来说是一种挑战。这是一个影响语音识别系统识别效率不可回避的重要原因。它会直接影响到语音识别率，识别性能高效的问题。针对这些问题之前都是在硬件电路和软件算发上来提升语音识别的效果，虽然语音识别的效率有所提升但识别的效果还是不敬人意。还存在以下的不足：

1、车内环境较嘈杂，普通话不标准，语音系统识别率不高。

2、不能对车内多名成员的语言进行识别。

3、语音识别的词汇量不够丰富，识别功能有局限性。

发明内容

本发明提出一种降低车内噪音提高语音识别率的方法、装置和设备，解决了车载中无从准确语音识别的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种降低车内噪音提高语音识别率的方法，包括：

S1.处理录制的声音，进行A/D转换，得到语音数字量并存贮；

S2.提取所述的语音数字量与预设的语音样本进行比对，获得比对结果；

S3.执行所述的比对结果，反馈给用户。

在本发明所述的降低车内噪音提高语音识别率的方法中，还包括步骤S0，提示用户输入命令并在预定时间内录制声音信号。

在本发明所述的降低车内噪音提高语音识别率的方法中，步骤S1中所述的处理录制的声音包括：对声音信号进行预处理、端点检测、信号噪音消除、频谱分析、特征提取的步骤。

在本发明所述的降低车内噪音提高语音识别率的方法中，步骤S3中所述的执行所述的比对结果，具体包括：切换到收音工作模式或播放音频文件或GPS导航或进行车辆故障诊断。

在本发明所述的降低车内噪音提高语音识别率的方法中，所述的步骤S2后还包括步骤S21：当比对失败时，反馈“没有识别结果”的提示。

本发明公开了一种降低车内噪音提高语音识别率的装置，包括：

A/D转换单元，用于处理录制的声音，进行A/D转换，得到语音数字量并存贮；

比对结果获得单元，用于提取所述的语音数字量与预设的语音样本进行比对，获得比对结果；

比对结果执行单元，用于执行所述的比对结果，反馈给用户。

在本发明所述的降低车内噪音提高语音识别率的装置中，声音信号录制单元，用于提示用户输入命令并在预定时间内录制声音信号。

在本发明所述的降低车内噪音提高语音识别率的装置中，所述的处理录制的声音包括：对声音信号进行预处理、端点检测、信号噪音消除、频谱分析、特征提取的步骤。

在本发明所述的降低车内噪音提高语音识别率的装置中，所述的比对结果获得单元之后还包括步骤反馈提示单元，用于当比对失败时，反馈“没有识别结果”的提示。

本发明公开了一种降低车内噪音提高语音识别率的设备，包括麦克风、喇叭，连接于所述的麦克风与喇叭间的DVD导航主机系统控制模块，所述的DVD导航主机系统控制模块及麦克风间具有上述的降低车内噪音提高语音识别率的装置。

实施本发明的一种降低车内噪音提高语音识别率的方法和装置及设备，具有以下有益的技术效果：

本发明方案有效的解决了在汽车较嘈杂的环境下，车载导航的语音识别率低的问题，保证在复杂的语言环境下有准确的语音识别率；提高了车载导航音响上的语音识别系统的可靠性和稳定性，同时此方案也可以用于其他电子行业的声控系统。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a是本发明一种降低车内噪音提高语音识别率的方法流程图；

图1b是本发明图1中的实现语音指令流程图；

图2是本发明一种降低车内噪音提高语音识别率的装置构造框图；

图3a是本发明一种降低车内噪音提高语音识别率的设备的构造框图;

图3b是本发明图3a分解的构造框图。

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作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。

请参阅图1a，本发明的较佳实施例，一种降低车内噪音提高语音识别率的方法，包括：

S1.处理录制的声音，进行A/D转换，得到语音数字量并存贮；

S3.执行所述的比对结果，反馈给用户。

进一步地，还包括步骤S0，提示用户输入命令并在预定时间内录制声音信号，此处的用户输入命令为语音指令。

步骤S1中所述的处理录制的声音包括：对声音信号进行预处理、端点检测、信号噪音消除、频谱分析、特征提取。

步骤S3中所述的执行所述的比对结果，具体包括：切换到收音工作模式或播放音频文件或GPS导航或进行车辆故障诊断。

所述的步骤S2及步骤S3间还包括步骤S21：当比对失败时，反馈“没有识别结果”的提示。

具体地说，本发明的目的是为了克服车内较噪杂环境下现有的语音识别存在的不足，提出一种降低汽车噪音提高语音识别率的方案，能在车内较嘈杂的环境下同时对驾驶员以外的多名车内乘员的语音进行识别。改善了因发音不准确和语言差异因素引起语音识别率较低的问题；提高了车载音响语音识别系统的识别率。

所述的方案:其实现语音指令流程如图1b所示：

1、点击车载音响的声控按键或非按键，启动（声控）语音识别系统.

2、进入语音识别系统后，加载语音识别模型库，语音识别系统显示有什么可以帮助你。

3、语音识别系统同过车内喇叭会提示请加载指令（请说命令），语音识别系统要求输入第一级所要加载的信息及命令，

4、语音识别系统开始采集语音信号。采集信息以10秒的时间录音计时，超过10秒没有语音信息输入时，系统会自动退出声控识别功能。

5、当驾驶人员或车内乘员输入信息时，例如说：“播放音乐”语音识别模块开始对输入信息开始录音信息录音正常后对采集的信号进行降噪分析处理。

6、语音识别模块对“播放音乐”第一级语音信号作出识别，完成语音识别。将频谱分析滤波的信号进行语音识别匹配

7、将语音识别的信号与词库的内容进行匹配，在计算的过程中的任何时刻，语音识别器都会对已送入识别芯片的声音数据进行分析，并根据匹配程度为识别列表中的关键词语进行打分，最匹配的打分最高确认提取出来执行。

8、语音是被模块最后对识别的结果进行判决，识别到语音词库中没有匹配的指令时，音响会提示“没有识别结果”后退出声控识别。识别到指令时进行下一步操作。

9、语音识别将识别的结果传给DVD主机MCU,由语音识别控制转为MCU系统控制，经MCU系统发命令完成相应的操作功能。

10.完成操作后，并退出声控模式。

请参阅图2、一种降低车内噪音提高语音识别率的装置1，包括：

A/D转换单元10，用于处理录制的声音，进行A/D转换，得到语音数字量并存贮；

比对结果获得单元20，用于提取所述的语音数字量与预设的语音样本进行比对，获得比对结果；

比对结果执行单元30，用于执行所述的比对结果，反馈给用户。

进一步地，还包括声音信号录制单元5，用于提示用户输入命令并在预定时间内录制声音信号。

所述的处理录制的声音包括：对声音信号进行预处理、端点检测、信号噪音消除、频谱分析、特征提取。

比对结果获得单元20之后还包括反馈提示单元25，用于当比对失败时，反馈“没有识别结果”的提示。

A/D转换单元10包括为模/数转换部分，其输入端接收输入的语音信号，并将其转化成数字芯片可处理的数字采集信号；在输出端将解码后的语音数字信号转换为音频模拟信号，通过扬声器放声。

比对结果获得单元20包括语音提示模块和语音回放模块：语音提示模块的作用是对输入的数字语音词条信号进行分析，识别出词条信号所代表的命令，一般由DSP完成。语音回放模块核心是对语音信号进行数字压缩编码和解码，目的是提示用户操作并对识别语音的响应，完成人机的语音交互。

比对结果执行单元30包括系统控制模块，它将语音识别结果转换成相应的控制信号，并将其输出转换成物理层操作，完成具体功能。语音识别与系统控制的有机结合是完成声控交互实现操作功能，下面将对语音识别处理到系统控制部分作具体的阐述。

1、预处理：经过麦克风将语音信号转换成模拟信号后需要经过特殊预处理:语音识别模块内置了三组16的ADC（模拟数字转换器）可以同时处理麦克风多种信号输入，可以精确的处理不同的输入信号，ADC处理可以精确到12数值，这样不仅可以区分不同人员的说话还可以区分各种信号和噪声干扰信号。大大提高了语音识别的效果。

预处理还对信号预加重，分帧处理。预加重的目的是提升高频部分，使信号的频谱变得平坦，以便于进行频谱分析或声道参数分析。用具有6dB/倍频程的提升高频特性的预加重数字滤波器实现。虽然语音信号是非平稳时变的，但是可以认为是局部短时平稳。故语音信号分析常分段或分帧来处理。

2、语音识别模块预处理中端点检测，端点检测技术能从包含各种信息的语言的一段信息中确认出语言的起点和结束点，有效的端点检测技术不仅能减少系统的处理时间，提高系统的处理能力，而且能排出无声音端的噪声干扰，从而使语言识别的性能大大的提高。

3、语音识别模块内置兼容了H244QP的功能，可以长时的间录音，同时可以将左右立体声音乐合成处理还何以外挂FLASH或SRAM的增加录放音时间。并且内部可放6秒，8K采样的语音。声音输出方式为PWM或DAC模式。

语音识别模块内部采用2组16位高分辨率的DAC转换器，经过端点检测后,后续处理就可以只对语音信号进行语音识模块处理中采用ICA与小波联合降噪方法，更能有效的消除不同种类噪声。

4、消除噪声后即将待识别的命令进行频谱分析，提取特征参数作为识别的标准模式。语音识别的过程是提取语音命令的特征参数，与词库中的样板比较，取相似度最好的样板命令序号作为识别结果。

5、语音识别模块内部配置特征提取，用于提取语音中反映本质特征的声学参数，如平均数量、平均跨度、共振峰、波形幅度等数据

6、语音识别模块内部配置语音识别匹配功能，将特征参数进行处理后，为每个词条建立一个模型，保存为模板库。在识别阶段，语音信号经过相同的通道得到语音特征参数，生成测试模板，与参考模板进行匹配，将匹配分数最高的参考模板作为识别结果。同时，还可以在很多校验知识的帮助下提高识别的准确率。

7、语音识别控制完成：语音识别将识别的结果传给DVD主机MCU,由语音识别控制转为MCU系统控制，经MCU系统发命令完成相应的操作功能。

请参阅图3a、一种降低车内噪音提高语音识别率的设备，包括麦克风100、喇叭200，连接于麦克风100与喇叭200间的DVD导航主机系统控制模块300，DVD导航主机系统控制模块300及麦克风100间具有上述的降低车内噪音提高语音识别率的装置1。

本设备的工作过程为：麦克风100输入信号后，进入到降低车内噪音提高语音识别率的装置1，由该降低车内噪音提高语音识别率的装置1依次进行预处理、端点检测、消除噪音、频谱分析、特征提取后进入语音词库及语音识别模块，识别判决后输入至DVD导航主机系统控制模块300，在DVD导航主机系统控制模块300的控制下，进行语音编码、录音回放、录间提示后进行语音解码输出到喇叭200进行播放，如图3b所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种降低车内噪音提高语音识别率的方法，其特征在于，包括：

S1.处理录制的声音，进行A/D转换，得到语音数字量并存贮；

S3.执行所述的比对结果，反馈给用户。

2.根据权利要求1所述的降低车内噪音提高语音识别率的方法，其特征在于，还包括步骤S0，提示用户输入命令并在预定时间内录制声音信号。

3.根据权利要求1所述的降低车内噪音提高语音识别率的方法，其特征在于，步骤S1中所述的处理录制的声音包括：对声音信号进行预处理、端点检测、信号噪音消除、频谱分析、特征提取。

4.根据权利要求1所述的降低车内噪音提高语音识别率的方法，其特征在于，步骤S3中所述的执行所述的比对结果，具体包括：切换到收音工作模式或播放音频文件或GPS导航或进行车辆故障诊断。

5.根据权利要求1所述的降低车内噪音提高语音识别率的方法，其特征在于，所述的步骤S2后还包括步骤S21：当比对失败时，反馈“没有识别结果”的提示。

6.一种降低车内噪音提高语音识别率的装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的降低车内噪音提高语音识别率的装置，其特征在于，声音信号录制单元，用于提示用户输入命令并在预定时间内录制声音信号。

8.根据权利要求6所述的降低车内噪音提高语音识别率的装置，其特征在于，所述的处理录制的声音包括：对声音信号进行预处理、端点检测、信号噪音消除、频谱分析、特征提取。

9.根据权利要求6所述的降低车内噪音提高语音识别率的装置，其特征在于，所述的比对结果获得单元之后还包括步骤反馈提示单元，用于当比对失败时，反馈“没有识别结果”的提示。

10.一种降低车内噪音提高语音识别率的设备，包括麦克风、喇叭，连接于所述的麦克风与喇叭间的DVD导航主机系统控制模块，其特征在于，所述的DVD导航主机系统控制模块及麦克风间具有权利要求6所述的降低车内噪音提高语音识别率的装置。