CN106531165A - 一种便携式智能家居语音控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种便携式智能家居语音控制系统，包括：便携式麦克风装置(1)及移动终端(2)，便携式麦克风装置(1)包括佩戴时置于用户双耳处的左右两个麦克风(11)，用于拾取用户语音信号，还包括波束形成模块(13)，用于对麦克风(11)拾取的语音信号执行波束成形，使两个麦克风(11)的合成指向性指向用户嘴附近，还包括高清音频收发模块(15)，用于将波束成形后得到的语音信号发送至移动终端(2)，麦克风装置(1)与移动终端(2)间的连接包括有线或无线连接；移动终端(2)包括语音识别模块(22)，用于对移动终端(2)接收到的语音信号中的用户的语音指令进行识别，进一步包括语音助手模块(23)，用于根据语音指令对家居产品进行控制。通过本发明的高清语音处理及传输方法达到了便捷操控智能家居产品的目的，并且显著提升语音识别的精度及识别效果。
Description
技术领域
本发明属于电声领域，特别涉及一种便携式智能家居语音控制系统及控制方法。
背景技术
智能家居系统是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、医疗电子技术依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖、健康保健、卫生防疫、安防保安等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。但是现有技术中的智能家居系统的控制方式复杂，往往需要通过手机等手持装置进行手动控制，给操控带来不便。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种便携式智能家居语音控制系统及控制方法，通过高清语音处理及传输方法达到了便捷操控智能家居产品的目的，并且显著提升语音识别的精度及识别效果。
提供一种便携式智能家居语音控制系统，包括：便携式麦克风装置及移动终端，便携式麦克风装置包括佩戴时置于用户双耳处的左右两个麦克风，用于拾取用户语音信号，还包括波束形成模块，用于对麦克风拾取的语音信号执行波束成形，使两个麦克风的合成指向性指向用户嘴附近，还包括高清音频收发模块，用于将波束成形后得到的语音信号发送至移动终端，麦克风装置与移动终端间的连接包括有线或无线连接；移动终端包括语音识别模块，用于对移动终端接收到的语音信号中的用户的语音指令进行识别，进一步包括语音助手模块，用于根据语音指令对家居产品进行控制；麦克风装置进一步包括语音唤醒模块，设置于波束成形模块和高清音频收发模块之间，其中，语音唤醒模块对波束成形后得到的语音信号进行分析，如果检测到该语音信号中包括预设的触发语音信号，则由语音唤醒模块发送指令使麦克风装置的其他功能模块由低功耗状态恢复为工作状态；进一步还包括端点检测模块，设置于语音唤醒模块与高清音频收发模块之间，用于对语音信号的起始及结束端进行检测，以减少信号中的无用成分；移动终端进一步包括背景噪声抑制模块，设置在语音识别模块之前，用于对稳态噪声进行抑制；移动终端的语音助手模块还可通过连接的外部网络与远程服务器或终端进行信息交互。
同时提出一种使用所述的便携式智能家居语音控制系统进行智能家居语音控制的方法，包括以下步骤：由佩戴时置于用户双耳处的左右两个麦克风拾取用户语音信号，对麦克风拾取的语音信号执行波束成形，使两个麦克风的合成指向性指向用户嘴附近，将波束成形后得到的语音信号以有线或无线连接方式发送至移动终端，对移动终端接收到的语音信号中的用户的语音指令进行识别，根据语音指令对家居产品进行控制；还包括语音唤醒步骤，对波束成形后得到的语音信号进行分析，如果检测到该语音信号中包括预设的触发语音信号，则发送指令进行低功耗模式到工作模式的切换；进一步还包括端点检测步骤，对语音信号的起始及结束端进行检测，以减少信号中的无用成分；还包括以下步骤：在移动终端处，对接收到的语音信号中的背景噪声进行抑制；还包括通过连接的外部网络与远程服务器或终端进行信息交互的步骤。
附图说明
图1示出了本发明的便携式智能家居语音控制系统的结构示意图
具体实施方式
结合附图，对本发明的便携式智能家居控制系统进行详细说明。如图1所示，本发明的智能家居语音控制系统包括便携式麦克风装置1及移动终端2，便携式麦克风装置1包括佩戴时置于用户双耳处的左右两个麦克风11，用于拾取用户语音信号，还包括波束形成模块13，用于对麦克风11拾取的语音信号执行波束成形，使两个麦克风11的合成指向性指向用户嘴附近，以减弱可能的周围噪声干扰，还包括高清音频收发模块15，用于将波束成形后得到的语音信号发送至移动终端2，麦克风装置1与移动终端2间的连接包括有线或无线连接；移动终端2包括语音识别模块(ASR)22，用于对移动终端2接收到的语音信号中的用户的语音指令进行识别，进一步包括语音助手模块(VA)23，用于根据语音指令对家居产品进行控制。
麦克风装置1进一步包括语音唤醒模块(VT)14，设置于波束成形模块13和高清音频收发模块15之间，其中，语音唤醒模块14对波束成形后得到的语音信号进行分析，如果检测到该语音信号中包括预设的触发语音信号，例如“嗨，你好”等，则由语音唤醒模块14发送指令使麦克风装置1的其他功能模块由低功耗状态恢复为工作状态；进一步还包括端点检测模块(VAD)16，设置于语音唤醒模块14与高清音频收发模块15之间，用于对语音信号的起始及结束端进行检测，以减少信号中的无用成分。麦克风装置1还包括两个喇叭12，其与两个麦克风11组合在一起，佩戴时，喇叭12相对麦克风11更加靠近鼓膜，用于播放移动终端2发送的音频信号，例如语音助手的反馈信号或其他信号。
而当麦克风装置1与移动终端2间的连接为无线连接时，优选为蓝牙连接方式，采用蓝牙RFCOMM通道将声音信号上行传输至移动终端，编解码方式采用全频带编码方式，包括SBC、OPUS、Apt-X、AAC之一；所述的高清音频收发模块15提供SDP服务，在SDP服务中添加了服务描述，核心在于其描述了UUID以及RFCOMM通道；使用时，将高清音频收发模块15与外部终端进行配对；配对成功后，通过高清音频收发模块15建立起基于RFCOMM通道的SOCKET连接；连接建立后，则可基于所建立的SOCKET连接，由高清音频收发模块15通过RFCOMM通道进行音频数据的发送。
移动终端2进一步包括背景噪声抑制模块21，设置在语音识别模块22之前，用于对背景噪声进行抑制，以得到更加纯净的语音信号，再将该信号发送至语音识别模块22以减少干扰。移动终端2的语音助手模块23还可通过连接的外部网络与远程服务器或终端进行信息交互。
进一步提出一种使用本发明的便携式智能家居语音控制系统进行智能家居语音控制的方法，包括以下步骤：佩戴时置于用户双耳处的左右两个麦克风拾取用户语音信号，对麦克风拾取的语音信号执行波束成形，使两个麦克风的合成指向性指向用户嘴附近，将波束成形后得到的语音信号以有线或无线连接方式发送至移动终端，对移动终端接收到的语音信号中的用户的语音指令进行识别，根据语音指令对家居产品进行控制。
进一步包括语音唤醒步骤，对波束成形后得到的语音信号进行分析，如果检测到该语音信号中包括预设的触发语音信号，例如“嗨，你好”等，则发送指令使装置由低功耗状态恢复为工作状态；进一步还包括端点检测步骤，对语音信号的起始及结束端进行检测，以减少信号中的无用成分；还包括播放移动终端发送的音频信号的步骤。
其中，当为无线连接方式时，优选为蓝牙连接方式，采用蓝牙RFCOMM通道将声音信号上行传输至移动终端，编解码方式采用全频带编码方式，包括SBC、OPUS、Apt-X、AAC之一；具体连接步骤为：麦克风装置提供SDP服务，在SDP服务中添加了服务描述，核心在于其描述了UUID以及RFCOMM通道；麦克风装置与外部终端进行配对；配对成功后，建立起基于RFCOMM通道的SOCKET连接；连接建立后，则可基于所建立的SOCKET连接，通过RFCOMM通道进行音频数据的发送。
进一步的，还包括步骤：在移动终端处，对接收到的语音信号中的背景噪声进行抑制，以得到更加纯净的语音信号；还包括通过连接的外部网络与远程服务器或终端进行信息交互的步骤。
本领域技术人员应当知晓，在本发明公开内容的基础上的合理改进都可落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种便携式智能家居语音控制系统，包括：便携式麦克风装置(1)及移动终端(2)，特征在于，便携式麦克风装置(1)包括佩戴时置于用户双耳处的左右两个麦克风(11)，用于拾取用户语音信号，还包括波束形成模块(13)，用于对麦克风(11)拾取的语音信号执行波束成形，使两个麦克风(11)的合成指向性指向用户嘴附近，还包括高清音频收发模块(15)，用于将波束成形后得到的语音信号发送至移动终端(2)，麦克风装置(1)与移动终端(2)间的连接包括有线或无线连接；移动终端(2)包括语音识别模块(22)，用于对移动终端(2)接收到的语音信号中的用户的语音指令进行识别，进一步包括语音助手模块(23)，用于根据语音指令对家居产品进行控制。
2.如权利要求1所述的便携式智能家居语音控制系统，特征在于，麦克风装置(1)进一步包括语音唤醒模块(14)，设置于波束成形模块(13)和高清音频收发模块(15)之间，其中，语音唤醒模块(14)对波束成形后得到的语音信号进行分析，如果检测到该语音信号中包括预设的触发语音信号，则由语音唤醒模块(14)发送指令使麦克风装置(1)的其他功能模块由低功耗状态恢复为工作状态。
3.如权利要求2所述的便携式智能家居语音控制系统，特征在于，进一步还包括端点检测模块(16)，设置于语音唤醒模块(14)与高清音频收发模块(15)之间，用于对语音信号的起始及结束端进行检测，以减少信号中的无用成分。
4.如权利要求1所述的便携式智能家居语音控制系统，特征在于，移动终端(2)进一步包括背景噪声抑制模块(21)，设置在语音识别模块(22)之前，用于对稳态噪声进行抑制。
5.如权利要求1所述的便携式智能家居语音控制系统，特征在于，移动终端(2)的语音助手模块(23)还可通过连接的外部网络与远程服务器或终端进行信息交互。
6.一种使用权利要求1所述的便携式智能家居语音控制系统进行智能家居语音控制的方法，包括以下步骤：由佩戴便携式麦克风装置时置于用户双耳处的左右两个麦克风拾取用户语音信号，对麦克风拾取的语音信号执行波束成形，使两个麦克风的合成指向性指向用户嘴部附近，将波束成形后得到的语音信号以有线或无线连接方式发送至移动终端，对移动终端接收到的语音信号中的用户的语音指令进行识别，根据语音指令对家居产品进行控制。
7.如权利要求6所述的方法，特征在于，在便携式麦克风装置处，还包括语音唤醒步骤，对波束成形后得到的语音信号进行分析，如果检测到该语音信号中包括预设的触发语音信号，则发送指令进行低功耗模式到工作模式的切换。
8.如权利要求7所述的方法，特征在于，在便携式麦克风装置处，进一步还包括端点检测步骤，对语音信号的起始及结束端进行检测，以减少信号中的无用成分。
9.如权利要求6所述的方法，特征在于，还包括以下步骤：在移动终端处，对接收到的语音信号中的背景噪声进行抑制。
10.如权利要求6所述的方法，特征在于，在移动终端处，还包括通过连接的外部网络与远程服务器或终端进行信息交互的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170322 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |