CN106571140B - 一种基于语音语义的电器智能控制方法及系统 - Google Patents

一种基于语音语义的电器智能控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于语音语义的电器智能控制方法及系统，所述基于语音语义的电器智能控制方法包括：预先对设备的每条控制命令进行标签化设置，将每条控制命令的关键字和关键字的同义词分别设置为控制命令的标签和标签描述；当接收到用户输入的语句后，对输入的语句进行分词，提取出用户输入的语句对应的输入关键字；将所述输入关键字与控制命令的标签进行相似度计算，控制电器执行相似度最高的标签对应的控制命令。本发明所述基于语音语义的电器智能控制方法，显著提高了语音语义的识别率，大大方便了用户采用语音控制设备。

Description

一种基于语音语义的电器智能控制方法及系统
技术领域
本发明涉及语音控制领域，尤其涉及一种基于语音语义的电器智能控制方法及系统。
背景技术
目前，目前越来越多的智能家电设备支持语音或者语义文字对设备进行控制，例如智能电视提供可供语音输入的遥控器，可以通过语音指令对电视进行换台，点播，搜索等。但是现有的基于语音文字的设备控制系统，大都是将用户的语音或者文字的内容与设备的控制命令的关键字进行对比，中文系统博大精深，由于用户语音语义口语化的关系，有各种表达的可能性，当前的控制系统对用户输入的关键字的碰撞的可能性比较低，对用户的语音语义的解析的效果不好，识别率较低，使用不便。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于语音语义的电器智能控制方法及系统，从而解决现有的基于语音文字的设备控制系统对用户的语音语义的解析的效果差、识别率低，使用不便的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种基于语音语义的电器智能控制方法，包括：
A、预先对设备的每条控制命令进行标签化设置，将每条控制命令的关键字和关键字的同义词分别设置为控制命令的标签和标签描述；
B、当接收到用户输入的语句后，对输入的语句进行分词，提取出用户输入的语句对应的输入关键字；
C、将所述输入关键字与控制命令的标签进行相似度计算，控制电器执行相似度最高的标签对应的控制命令。
所述的基于语音语义的电器智能控制方法，其中，所述步骤B具体包括：
B1、当接收到用户输入的语句后，采用分词器对输入的语句进行分词，提取输入关键字，及进行同义词匹配和追加；
B2、将分词后的词语配合本地的标签词库进行聚类分析，将所有的同义词归为一类，形成语料库。
所述的基于语音语义的电器智能控制方法，其中，所述步骤C具体包括：
C1、将用户输入的语句对应的输入关键字与所述语料库中的所有标签文字进行相似度计算，得到各个标签的相似度值；
C2、获取相似度最高的标签的相似度值，并判断所述相似度值是否高于一预设相似度阈值，当是时，则控制电器执行所述相似度最高的标签对应的控制命令。
所述的基于语音语义的电器智能控制方法，其中，所述步骤B2中，所述聚类分析为通过训练，把对文本内容的处理简化为多维向量空间中的向量运算，以向量空间上的相似度来表示文本语义上的相似度。
所述的基于语音语义的电器智能控制方法，其中，所述步骤C具体还包括：
C3、当相似度最高的标签的相似度值低于所述预设相似度阈值时，则提醒用户重新输入语句。
所述的基于语音语义的电器智能控制方法，其中，所述电器为冰箱、空调、洗衣机或电视的一种。
一种基于语音语义的电器智能控制系统，包括：
标签设置模块，用于预先对设备的每条控制命令进行标签化设置，将每条控制命令的关键字和关键字的同义词分别设置为控制命令的标签和标签描述；
关键字提取模块，用于当接收到用户输入的语句后，对输入的语句进行分词，提取出用户输入的语句对应的输入关键字；
命令执行模块，用于将所述输入关键字与控制命令的标签进行相似度计算，控制电器执行相似度最高的标签对应的控制命令。
所述的基于语音语义的电器智能控制系统，其中，所述关键字提取模块包括：
分词单元，用于当接收到用户输入的语句后，采用分词器对输入的语句进行分词，提取输入关键字，及进行同义词匹配和追加；
语料库形成单元，将分词后的词语配合本地的标签词库进行聚类分析，将所有的同义词归为一类，形成语料库。
所述的基于语音语义的电器智能控制系统，其中，所述命令执行模块包括：
相似度计算单元，用于将用户输入的语句对应的输入关键字与所述语料库中的所有标签文字进行相似度计算，得到各个标签的相似度值；
命令执行单元，用于获取相似度最高的标签的相似度值，并判断所述相似度值是否高于一预设相似度阈值，当是时，则控制电器执行所述相似度最高的标签对应的控制命令。
所述的基于语音语义的电器智能控制系统，其中，所述命令执行模块还包括：
提醒单元，用于当相似度最高的标签的相似度值低于所述预设相似度阈值时，则提醒用户重新输入语句。
综上所述，本发明提供了一种基于语音语义的电器智能控制方法及系统，所述基于语音语义的电器智能控制方法，包括：预先对设备的每条控制命令进行标签化设置，将每条控制命令的关键字和关键字的同义词分别设置为控制命令的标签和标签描述；当接收到用户输入的语句后，对输入的语句进行分词，提取出用户输入的语句对应的输入关键字；将所述输入关键字与控制命令的标签进行相似度计算，控制电器执行相似度最高的标签对应的控制命令。本发明通过对输入的语句进行分词提取出输入关键字，然后将输入的关键字和控制命令的标签进行相似度计算，最后执行相似度最高的标签对应的控制命令，从而显著提高了语音语义的识别率，大大方便了用户采用语音控制设备。
附图说明
图1是本发明基于语音语义的电器智能控制方法较佳实施例的流程图。
图2是本发明基于语音语义的电器智能控制系统较佳实施例的功能原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参见图1，图1是本发明基于语音语义的电器智能控制方法较佳实施例的流程图。图1所示的基于语音语义的电器智能控制方法，包括：
步骤S100、预先对设备的每条控制命令进行标签化设置，将每条控制命令的关键字和关键字的同义词分别设置为控制命令的标签和标签描述；
步骤S200、当接收到用户输入的语句后，对输入的语句进行分词，提取出用户输入的语句对应的输入关键字；
步骤S300、将所述输入关键字与控制命令的标签进行相似度计算，控制电器执行相似度最高的标签对应的控制命令。
本发明基于语音语义的电器智能控制方法，采用分词与相似度计算的创造性的结合，能够显著提高语音语义的识别率。本发明所述的电器为各种智能家用电器，优选的为冰箱、空调、洗衣机或电视的一种。
本发明实施例以空调为例进行说明，在步骤S100中，预先对空调的每条控制命令进行标签化设置，将每条控制命令的关键字和关键字的同义词分别设置为控制命令的标签和标签描述；例如，空调的一条控制命令为空调开机，其关键字为开机，开机的同义词为打开、开启、启动等，则设置“开机”为空调开机的控制命令的标签，同时设置打开、开启、启动等同义词为相应的标签描述；具体实施时，可以在后台建立一个标签数据库，空调的控制系统通过网络连接标签数据库，将空调的控制命令进行标签化设置，也就是说，将控制命令的关键字通过录入界面，保存到标签数据库中，而且在输入关键字的同时，也输入尽可能多的类似关键字的同义词到标签数据库中，对标签数据库中的关键字进行同义词维护，这样就能提高接下来对关键字的匹配精度，即使关键字匹配不上，还有关键字的同义词进行匹配。步骤S100中标签化设置也即是建立标签及标签描述与控制命令的映射关系；从而能够在接下来相识度计算取得结果后，根据映射关系执行对应的控制命令。
在步骤S200中，当接收到用户输入的语句后，对输入的语句进行分词，提取出用户输入的语句对应的输入关键字；用户输入的语句也即是关于空调控制的语音控制命令，将所述语音控制命令进行语义分析转化为文本文字，然后对所述文本文字进行分词，提取出所述语音控制命令的关键字（输入关键字）。此步骤中将语音控制命令进行语义分析转化为文本文字的方法，现有技术中有很多，为公知常识，此处不再赘述。
进一步的，所述步骤S200具体包括：
S210、当接收到用户输入的语句后，采用分词器（Jcseg工具）对输入的语句进行分词，提取输入关键字，及进行同义词匹配和追加；在本发明实施例中，是采用Jcseg工具为分词器对输入的语句进行分词，提取输入关键字，也即是提取出用户输入的语音控制命令的关键字，通过Jcseg工具不仅对用户输入的语句进行输入关键字提取，还对输入关键字进行同义词的匹配和追加。
在具体实施时，可以通过手机APP连接空调的控制系统来接收用户的语音，向空调输入语音控制命令，也可在空调上直接设置语音控制命令接收模块，直接接收用户的语音控制命令；当输入语音控制命令后，可以先网络连接一后台服务器完成语义分析转化为文本文字过程，然后再利用服务器中的Jcseg工具进行分词，提取出命令关键字。
S220、将分词后的词语配合本地的标签词库进行聚类分析，将所有的同义词归为一类，形成语料库；其中，所述聚类分析为通过训练，把对文本内容的处理简化为多维向量空间中的向量运算，以向量空间上的相似度来表示文本语义上的相似度；这一步说的简单点就是将所有的同义词归为一类，比方说，价格、价位、价钱、售价归为价格这一类。在具体实施时，可以采用腾讯云的机智机器学习 TML接口，利用该接口中的Word2Vec系统功能，进行聚类分析。
在步骤S300中，将所述输入关键字与控制命令的标签进行相似度计算，控制空调执行相似度最高的标签对应的控制命令。
进一步的，所述步骤S300具体包括：
步骤S310、将用户输入的语句对应的输入关键字与所述语料库中的所有标签文字进行相似度计算，得到各个标签的相似度值；相似度的计算可以采用CBOW模型（ContinuousBag-of-Words Model）和Sikp-gram模型（Continuous Skip-gram Model）进行相似度计算，得到各个一级标签及相应的二级标签的相似度值；CBOW模型和Skip-gram模型为公知的算法模型，此处不再赘述。在具体实施时，可以采用腾讯云的机智机器学习 TML接口，利用该接口中的Word2Vec系统功能，Word2Vec系统内包含有CBOW模型和Sikp-gram模型，利用Word2Vec系统接口，将空调的所有控制命令的标签与用户输入的语句（语音控制命令）的输入关键字进行相似度计算，得到各个标签的相似度。
步骤S320、获取相似度最高的标签的相似度值，并判断所述相似度值是否高于一预设相似度阈值，当是时，则控制空调执行所述相似度最高的标签对应的控制命令；在本发明实施例中实施时，先从腾讯云的Word2Vec系统接口获取相似度最高的控制命令的标签的相似度值，然后判断获取的相似度值是否高于一预设相似度阈值，当所述相似度值高于预设相似度阈值时，执行其对应的控制命令。这里所述相似度阈值的大小可以根据实际情况进行预先设置，例如为了提高命令的准确执行概率，将预设相似度阈值设置较高为70%。
当然，也必然存在一种情况：获取的相似度最高的控制命令的标签的相似度值低于预设相似度阈值，则说明用户输入的语句与空调的控制命令都对应不上，此时要提醒用户进行重新输入。也就是说，所述步骤S300具体还包括：
步骤S330、当相似度最高的标签的相似度值低于所述预设相似度阈值时，则提醒用户重新输入语句。
另外需要说明的是，假如用户在使用过程中，用了标签数据库以外的同义词从而成功对电器进行操作，也可以陆续补充这些用户输入的同义词入标签数据库；这样用户使用的越多，这些执行关键字的同义词的范围就越广，匹配率就越高。
本发明通过对输入的语句进行分词提取出输入关键字，然后将输入关键字和控制命令的标签进行相似度计算，最后执行相似度最高的标签对应的控制命令，从而显著提高了语音语义的识别率，大大方便了用户采用语音控制设备。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储与一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁盘、光盘、只读存储记忆体（Read-Only，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM)等。
基于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种基于语音语义的电器智能控制系统，如图2所示，所述基于语音语义的电器智能控制系统，包括：标签设置模块700、关键字提取模块800、命令执行模块900，其中，
标签设置模块700，用于预先对设备的每条控制命令进行标签化设置，将每条控制命令的关键字和关键字的同义词分别设置为控制命令的标签和标签描述；具体如上所述。
关键字提取模块800，用于当接收到用户输入的语句后，对输入的语句进行分词，提取出用户输入的语句对应的输入关键字；具体如上所述。
命令执行模块900，用于将所述输入关键字与控制命令的标签进行相似度计算，控制电器执行相似度最高的标签对应的控制命令；具体如上所述。
进一步的，所述关键字提取模块800包括：
分词单元，用于当接收到用户输入的语句后，采用分词器对输入的语句进行分词，提取输入关键字，及进行同义词匹配和追加；具体如上所述。
语料库形成单元，将分词后的词语配合本地的标签词库进行聚类分析，将所有的同义词归为一类，形成语料库；具体如上所述。
进一步的，所述命令执行模块900包括：
相似度计算单元，用于将用户输入的语句对应的输入关键字与所述语料库中的所有标签文字进行相似度计算，得到各个标签的相似度值；具体如上所述。
命令执行单元，用于获取相似度最高的标签的相似度值，并判断所述相似度值是否高于一预设相似度阈值，当是时，则控制电器执行所述相似度最高的标签对应的控制命令；具体如上所述。
进一步的，所述命令执行模块900还包括：
提醒单元，用于当相似度最高的标签的相似度值低于所述预设相似度阈值时，则提醒用户重新输入语句；具体如上所述。
综上所述，本发明提供了一种基于语音语义的电器智能控制方法及系统，所述基于语音语义的电器智能控制方法，包括：预先对设备的每条控制命令进行标签化设置，将每条控制命令的关键字和关键字的同义词分别设置为控制命令的标签和标签描述；当接收到用户输入的语句后，对输入的语句进行分词，提取出用户输入的语句对应的输入关键字；将所述输入关键字与控制命令的标签进行相似度计算，控制电器执行相似度最高的标签对应的控制命令。本发明通过对输入的语句进行分词提取出输入关键字，然后将输入关键字和控制命令的标签进行相似度计算，最后执行相似度最高的标签对应的控制命令，从而显著提高了语音语义的识别率，大大方便了用户采用语音控制设备。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于语音语义的电器智能控制方法，其特征在于，包括：
A、预先对设备的每条控制命令进行标签化设置，将每条控制命令的关键字和关键字的同义词分别设置为控制命令的标签和标签描述；
B、当接收到用户输入的语句后，对输入的语句进行分词，提取出用户输入的语句对应的输入关键字；
C、将所述输入关键字与控制命令的标签进行相似度计算，控制电器执行相似度最高的标签对应的控制命令；
在使用过程中，将用户输入的成功对电器进行操作的标签数据库以外的同义词补入标签数据库；
步骤B具体包括：
B1、当接收到用户输入的语句后，采用分词器对输入的语句进行分词，提取输入关键字，及进行同义词匹配和追加；
B2、将分词后的词语配合本地的标签词库进行聚类分析，将所有的同义词归为一类，形成语料库；
步骤C具体包括：
C1、将用户输入的语句对应的输入关键字与所述语料库中的所有标签文字进行相似度计算，得到各个标签的相似度值；
C2、获取相似度最高的标签的相似度值，并判断所述相似度值是否高于一预设相似度阈值，当是时，则控制电器执行所述相似度最高的标签对应的控制命令；
所述相似度阈值的大小根据实际情况进行预先设置。
2.根据权利要求1所述的基于语音语义的电器智能控制方法，其特征在于，步骤B2中，所述聚类分析为通过训练，把对文本内容的处理简化为多维向量空间中的向量运算，以向量空间上的相似度来表示文本语义上的相似度。
3.根据权利要求1所述的基于语音语义的电器智能控制方法，其特征在于，所述步骤C具体还包括：
C3、当相似度最高的标签的相似度值低于所述预设相似度阈值时，则提醒用户重新输入语句。
4.根据权利要求1所述的基于语音语义的电器智能控制方法，其特征在于，所述电器为冰箱、空调、洗衣机或电视的一种。
5.一种基于语音语义的电器智能控制系统，其特征在于，包括：
标签设置模块，用于预先对设备的每条控制命令进行标签化设置，将每条控制命令的关键字和关键字的同义词分别设置为控制命令的标签和标签描述；
关键字提取模块，用于当接收到用户输入的语句后，对输入的语句进行分词，提取出用户输入的语句对应的输入关键字；
命令执行模块，用于将所述输入关键字与控制命令的标签进行相似度计算，控制电器执行相似度最高的标签对应的控制命令；
在使用过程中，将用户输入的成功对电器进行操作的标签数据库以外的同义词补入标签数据库；
所述关键字提取模块包括：
分词单元，用于当接收到用户输入的语句后，采用分词器对输入的语句进行分词，提取输入关键字，及进行同义词匹配和追加；
语料库形成单元，将分词后的词语配合本地的标签词库进行聚类分析，将所有的同义词归为一类，形成语料库；
所述命令执行模块包括：
相似度计算单元，用于将用户输入的语句对应的输入关键字与所述语料库中的所有标签文字进行相似度计算，得到各个标签的相似度值；
命令执行单元，用于获取相似度最高的标签的相似度值，并判断所述相似度值是否高于一预设相似度阈值，当是时，则控制电器执行所述相似度最高的标签对应的控制命令；
所述相似度阈值的大小根据实际情况进行预先设置。
6.根据权利要求5所述的基于语音语义的电器智能控制系统，其特征在于，所述命令执行模块还包括：
提醒单元，用于当相似度最高的标签的相似度值低于所述预设相似度阈值时，则提醒用户重新输入语句。
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