CN106448652A - 空调器的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调器的控制方法和装置。其中，该方法包括：接收用户的语音信号；提取语音信号中的情感特征；将语音信号中的情感特征与数据库中存储的多个情感特征进行匹配，得到目标情感特征，其中，目标情感特征是数据库中的多个情感特征中与语音信号中的情感特征匹配度最高的情感特征；根据目标情感特征控制空调器。本发明解决了现有技术中空调器只能识别固定语音指令的技术问题。

Description

空调器的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及电器领域，具体而言，涉及一种空调器的控制方法和装置。

背景技术

人们对电子产品智能化要求越来越高，使用语音控制空调器有着广泛的应用前景。空调器中存储着一些指令，如果用户发出的语音中包含了空调器中存储的指令，则空调器能够根据用户的语音控制自身的运行；如果用户使用了空调器中没有存储的指令，则空调器无法识别用户的指令。也就是说，现有技术中的空调器只能识别固定语音指令。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种空调器的控制方法和装置，以至少解决现有技术中空调器只能识别固定语音指令的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种空调器的控制方法，包括：接收用户的语音信号；提取所述语音信号中的情感特征；将所述语音信号中的情感特征与数据库中存储的多个情感特征进行匹配，得到目标情感特征，其中，所述目标情感特征是所述数据库中的所述多个情感特征中与所述语音信号中的情感特征匹配度最高的情感特征；根据所述目标情感特征控制所述空调器。

进一步地，使用特征参数表示情感特征，将所述语音信号中的情感特征与数据库中存储的多个情感特征进行匹配，得到目标情感特征包括：将所述语音信号的语音特征参数与所述数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果；根据所述多个匹配结果筛选出与所述语音特征参数匹配度最高的特征参数；将筛选出的特征参数作为所述目标情感特征。

进一步地，将所述语音信号的语音特征参数与所述数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果包括：将所述语音特征参数进行降维处理，得到降维处理后的语音特征参数；将降维处理后的语音特征参数与所述数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果。

进一步地，根据所述目标情感特征控制所述空调器包括：根据所述目标情感特征确定出与所述目标情感特征相关联的指令，其中，所述指令用于调整所述空调器的运行状态；根据所述指令控制所述空调器。

进一步地，提取所述语音信号中的情感特征包括：将接收到的所述语音信号进行预处理，其中，所述预处理至少包括以下之一：降噪、预加工、分帧、加窗；采用遗传算法从预处理后的语音信号中提取出情感特征。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种空调器的控制装置，包括：语音采集单元，用于接收用户发出的语音信号；情感特征提取单元，用于提取所述语音信号中的情感特征；匹配单元，用于将所述语音信号中的情感特征与数据库中存储的多个情感特征进行匹配，得到目标情感特征，其中，所述目标情感特征是所述数据库中的所述多个情感特征中与所述语音信号中的情感特征匹配度最高的情感特征；控制单元，用于根据所述目标情感特征控制所述空调器。

进一步地，使用特征参数表示情感特征，所述匹配单元包括：匹配子单元，用于将所述语音信号的语音特征参数与所述数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果；筛选子单元，用于根据所述多个匹配结果筛选出与所述语音特征参数匹配度最高的特征参数；第一确定子单元，用于将筛选出的特征参数作为所述目标情感特征。

进一步地，所述匹配子单元包括：降维处理模块，用于将所述语音特征参数进行降维处理，得到降维处理后的语音特征参数；匹配模块，用于将降维处理后的语音特征参数与所述数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果。

进一步地，所述控制单元包括：第二确定子单元，用于根据所述目标情感特征确定出与所述目标情感特征相关联的指令，其中，所述指令用于调整所述空调器的运行状态；控制子单元，用于根据所述指令控制所述空调器。

进一步地，所述情感特征提取单元包括：预处理子单元，用于将接收到的所述语音信号进行预处理，其中，所述预处理至少包括以下之一：降噪、预加工、分帧、加窗；提取子单元，用于采用遗传算法从预处理后的语音信号中提取出情感特征。

在本发明实施例中，空调器的数据库中存储了多个情感特征，用户以语音方式发送指令，从用户语音信号中提取情感特征，将提取出的情感特征与数据库中已有的多个情感特征进行匹配，从数据库中的多个情感特征中找出与用户语音信号中的情感特征匹配度最高的情感特征并将其作为目标情感特征，目标情感特征能够表明用户的情感，空调器根据目标情感特征控制自身的运行。当用户使用的语音包含空调器中没有存储的指令时，空调器也能够根据用户语音的情感特征识别出用户指令，空调器能够识别的语音指令的数量大大增加，达到了增强空调器的语音识别能力的技术效果，进而解决了现有技术中空调器只能识别固定语音指令的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的空调器的控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的另一种可选的空调器的控制方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的空调器的控制装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种空调器的控制方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种可选的空调器的控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，接收用户的语音信号。

步骤S104，提取语音信号中的情感特征。

步骤S106，将语音信号中的情感特征与数据库中存储的多个情感特征进行匹配，得到目标情感特征，其中，目标情感特征是数据库中的多个情感特征中与语音信号中的情感特征匹配度最高的情感特征。

步骤S108，根据目标情感特征控制空调器。

情感特征可以是“急”、“中”、“缓”等。一般来说，如果用户说“热死了”、“太热了”、“好热啊”、“太冷了”、“真冷啊”等时，用户的情感是比较着急的，此时，需要空调器运行在风速较大的档，快速对房间进行降温或者升温。如果用户说“有点冷”、“有点热”等时，用户的情感是不着急的，此时，空调器只需要运行在一个风速比较小的档即可。

在本发明实施例中，空调器的数据库中存储了多个情感特征，用户以语音方式发送指令，从用户语音信号中提取情感特征，将提取出的情感特征与数据库中已有的多个情感特征进行匹配，从数据库中的多个情感特征中找出与用户语音信号中的情感特征匹配度最高的情感特征并将其作为目标情感特征，目标情感特征能够表明用户的情感，空调器根据目标情感特征控制自身的运行。当用户使用的语音包含空调器中没有存储的指令时，空调器也能够根据用户语音的情感特征识别出用户指令，解决了现有技术中空调器只能识别固定语音指令的技术问题，空调器能够识别的语音指令的数量大大增加，达到了增强空调器的语音识别能力的技术效果。

上述空调器的控制方法可以由空调器的线控器来执行，也可以由空调器的其他控制装置来执行。

可选地，使用特征参数表示情感特征，数据库中存储了多个特征参数。提取语音信号中的特征参数，并记为语音特征参数。将语音信号的语音特征参数与数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果；根据多个匹配结果筛选出与语音特征参数匹配度最高的特征参数；将筛选出的特征参数作为目标情感特征。根据目标情感特征控制空调器。

特征参数可以用多维向量表示。

将语音信号的语音特征参数与数据库中存储的特征参数进行匹配的过程可以是两个多维向量计算相似度的过程。两个多维向量之间的相似度可以使用欧式距离进行计算。

例如，语音信号的语音特征参数用向量V0表示，数据库中存储了3个特征参数，这3个特征参数分别为特征参数P1、特征参数P2、特征参数P3，这3个特征参数分别用向量V1、向量V2、向量V3来表示。特征参数P1表示的情感是“急”；特征参数P2表示的情感是“中”；特征参数P3表示的情感是“缓”。向量V1与向量V0之间的相似度是90％；向量V2与向量V0之间的相似度是50％；向量V3与向量V0之间的相似度是30％。由于向量V1与向量V0之间的相似度最高，因此，用户的情感为特征参数P1表示的情感，即用户的情感为“急”。在这种情况下，可以将空调的温度调为最低(或最高)，风档调为最大。如果当前时间处于夏天，则将空调的温度调为最低；如果当前时间处于冬天，则将空调的温度调为最高。

表1

可选地，使用特征参数表示情感特征，特征参数可以用多维向量表示。使用语音特征参数表示用户语音信号的情感特征。由于空调器的硬件内存有限，可以将用于表示用户的语音特征参数的多维向量进行降维处理，以减少需要处理和储存的数据量。将用于表示用户的语音特征参数的多维向量进行降维处理之后，得到降维处理后的语音特征参数，空调器将降维处理后的语音特征参数与数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果。根据匹配结果从数据库中筛选出匹配度最高的特征参数作为目标情感特征。空调器根据目标情感特征控制自身的运行。

通过将用于表示用户的语音特征参数的多维向量进行降维处理，能够有效减少需要处理和储存的数据量，使得本发明实施例提供的空调器的控制方法在空调器的硬件内存有限的情况下也能够正常使用。

可选地，获取目标情感特征之后，根据目标情感特征确定出与目标情感特征相关联的指令，其中，指令用于调整空调器的运行状态；将指令发送给空调器的控制器，其中，控制器根据指令控制空调器。

目标情感特征可能为“急”、“中”、“缓”中的任意一个。当目标情感特征为“急”时，说明用户心情着急，此时需要尽快制冷或者制热，使得房间温度迅速降低或迅速升高。当判断出目标情感特征为“急”时，还需要判断当前的季节，如果当前的季节是夏天，则向空调器的控制器发出指令，控制器根据指令，调节空调器开启最低温度(可由用户自定义设置，也可以采用空调器的默认设置)，风档调为最大(可由用户自定义设置，也可以采用空调器的默认设置)；如果当前的季节是冬天，则向空调器的控制器发出指令，控制器根据指令，调节空调器开启最高温度(可由用户自定义设置，也可以采用空调器的默认设置)。

当判断出目标情感特征为“中”时，向空调器的控制器发出指令，控制器根据指令，调节空调器的温度调为适中(可由用户自定义设置，也可以采用空调器的默认设置)，风档调为适中(可由用户自定义设置，也可以采用空调器的默认设置)。

当判断出目标情感特征为“缓”时，向空调器的控制器发出指令，控制器根据指令，调节空调器的温度为舒适温度，风档调为舒适风档。舒适温度和舒适风档都可以根据用户实际需求自定义，提前设置好。

收集到用户的语音信号之后，可以先对语音信号进行预处理，其中，预处理至少包括以下之一：降噪、预加工、分帧、加窗。降噪的目的是降低噪声对语音信号处理的影响，使得特征参数的提取更加准确。在10ms至30ms的范围内，语音频谱特性和一些物理特征参数基本保持不变，因此可以将平稳过程的处理方法和理论引入到语音信号的短时处理中，将语音信号划分为很多短时的语音段，每个短时的语音段称为一个分析帧。通过分帧，能够使用平稳过程的处理方法和理论对语音信号进行处理。加窗的目的是为了避免出现吉布斯效应，加窗之后，原本没有周期性的语音信号呈现出周期函数的部分特征。对语音信号进行预处理之后，从预处理之后的语音信号中提取情感特征，可以使用遗传算法从预处理后的语音信号中提取出情感特征。

图2是根据本发明实施例的另一种可选的空调器的控制方法的流程图，该方法可以由空调器的线控器来执行。如图2所示，该空调器的控制方法包括如下步骤：

步骤S202，语音采集。空调器的线控器收集到用户的语音信号。

步骤S204，语音预处理。线控器收集到用户的语音信号之后，可以先对语音信号进行预处理，其中，预处理包括降噪、预加工、分帧、加窗。

步骤S206，语音特征参数提取。对语音信号进行预处理之后，从预处理之后的语音信号中提取情感特征，可以使用遗传算法从预处理后的语音信号中提取出情感特征。

步骤S208，语音特征参数选择语音降维处理。通过将用于表示用户的语音特征参数的多维向量进行降维处理，能够有效减少需要处理和储存的数据量，使得本发明实施例提供的空调器的控制方法在线控器的硬件内存有限的情况下也能够正常使用。

步骤S210，确定情感特征库。情感特征库即为上述数据库。

步骤S212，情感识别。线控器将降维处理后的语音特征参数与情感特征库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果。根据匹配结果从情感特征库中筛选出匹配度最高的特征参数作为目标情感特征。

步骤S214，语音线控器执行相应操作。线控器获取目标情感特征之后，线控器根据目标情感特征确定出与目标情感特征相关联的指令，其中，指令用于调整空调器的运行状态；线控器将指令发送给空调器的控制器，其中，控制器根据指令控制空调器。

需要注意的是，在本发明上述实施例中，将用户情感分为了“急”、“中”、“缓”为例进行了说明，在实际应用中，对用户情感的分类可以有其他方式，可以是两种或者多于三种。

现有技术中的空调器的语音线控器只能识别固定指令的操作，如果用户使用了线控器中没有存储的指令，则线控器无法识别用户的指令，而且，由于线控器的内存空间有限，存储的指令也十分有限，因此，现有技术中的线控器只能识别很少的指令，智能化程度低，用户体验差。

本发明实施例提供的空调器的线控器能够识别用户语音情感，通过用户语音情感来判断用户需求，从而达到智能化控制空调的目的，能够识别的语音指令大大增加，识别率高、误判率低、智能化程度高，用户体验好。

根据本发明实施例，还提供了一种空调器的控制装置。该空调器的控制装置可以执行上述空调器的控制方法，上述空调器的控制方法也可以通过该空调器的控制装置实施。

图3是根据本发明实施例的空调器的控制装置的示意图。如图3所示，该空调器的控制装置包括：语音采集单元10、情感特征提取单元20、匹配单元30、控制单元40。

语音采集单元10，用于接收用户的语音信号。

情感特征提取单元20，用于提取语音信号中的情感特征。

匹配单元30，用于将语音信号中的情感特征与数据库中存储的多个情感特征进行匹配，得到目标情感特征，其中，目标情感特征是数据库中的多个情感特征中与语音信号中的情感特征匹配度最高的情感特征。

控制单元40，用于根据目标情感特征控制空调器。

可选地，使用特征参数表示情感特征，匹配单元30包括：匹配子单元、筛选子单元、第一确定子单元。匹配子单元，用于将语音信号的语音特征参数与数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果。筛选子单元，用于根据多个匹配结果筛选出与语音特征参数匹配度最高的特征参数。第一确定子单元，用于将筛选出的特征参数作为目标情感特征。

可选地，匹配子单元包括：降维处理模块、匹配模块。降维处理模块，用于将语音特征参数进行降维处理，得到降维处理后的语音特征参数。匹配模块，用于将降维处理后的语音特征参数与数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果。

可选地，控制单元40包括：第二确定子单元、控制子单元。第二确定子单元，用于根据目标情感特征确定出与目标情感特征相关联的指令，其中，指令用于调整空调器的运行状态。控制子单元，用于根据指令控制空调器。

可选地，情感特征提取单元20包括：预处理子单元、提取子单元。预处理子单元，用于将接收到的语音信号进行预处理，其中，预处理至少包括以下之一：降噪、预加工、分帧、加窗。提取子单元，用于采用遗传算法从预处理后的语音信号中提取出情感特征。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种空调器的控制方法，其特征在于，包括：

接收用户的语音信号；

提取所述语音信号中的情感特征；

将所述语音信号中的情感特征与数据库中存储的多个情感特征进行匹配，得到目标情感特征，其中，所述目标情感特征是所述数据库中的所述多个情感特征中与所述语音信号中的情感特征匹配度最高的情感特征；

根据所述目标情感特征控制所述空调器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用特征参数表示情感特征，将所述语音信号中的情感特征与数据库中存储的多个情感特征进行匹配，得到目标情感特征包括：

将所述语音信号的语音特征参数与所述数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果；

根据所述多个匹配结果筛选出与所述语音特征参数匹配度最高的特征参数；

将筛选出的特征参数作为所述目标情感特征。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述语音信号的语音特征参数与所述数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果包括：

将所述语音特征参数进行降维处理，得到降维处理后的语音特征参数；

将降维处理后的语音特征参数与所述数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标情感特征控制所述空调器包括：

根据所述目标情感特征确定出与所述目标情感特征相关联的指令，其中，所述指令用于调整所述空调器的运行状态；

根据所述指令控制所述空调器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提取所述语音信号中的情感特征包括：

将接收到的所述语音信号进行预处理，其中，所述预处理至少包括以下之一：降噪、预加工、分帧、加窗；

采用遗传算法从预处理后的语音信号中提取出情感特征。

6.一种空调器的控制装置，其特征在于，包括：

语音采集单元，用于接收用户的语音信号；

情感特征提取单元，用于提取所述语音信号中的情感特征；

匹配单元，用于将所述语音信号中的情感特征与数据库中存储的多个情感特征进行匹配，得到目标情感特征，其中，所述目标情感特征是所述数据库中的所述多个情感特征中与所述语音信号中的情感特征匹配度最高的情感特征；

控制单元，用于根据所述目标情感特征控制所述空调器。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，使用特征参数表示情感特征，所述匹配单元包括：

匹配子单元，用于将所述语音信号的语音特征参数与所述数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果；

筛选子单元，用于根据所述多个匹配结果筛选出与所述语音特征参数匹配度最高的特征参数；

第一确定子单元，用于将筛选出的特征参数作为所述目标情感特征。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述匹配子单元包括：

降维处理模块，用于将所述语音特征参数进行降维处理，得到降维处理后的语音特征参数；

匹配模块，用于将降维处理后的语音特征参数与所述数据库中存储的多个特征参数进行匹配，得到多个匹配结果。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括：

第二确定子单元，用于根据所述目标情感特征确定出与所述目标情感特征相关联的指令，其中，所述指令用于调整所述空调器的运行状态；

控制子单元，用于根据所述指令控制所述空调器。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述情感特征提取单元包括：

预处理子单元，用于将接收到的所述语音信号进行预处理，其中，所述预处理至少包括以下之一：降噪、预加工、分帧、加窗；

提取子单元，用于采用遗传算法从预处理后的语音信号中提取出情感特征。