CN112259098A - 一种基于指纹识别的语音遥控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于指纹识别的语音遥控系统，该系统包括智能遥控器以及设置在外网的语音识别服务器；其中，智能遥控器，用于对输入的指纹进行比对验证，验证通过后，接收外部的语音指令，将语音转换为文字并进行解析，如果解析成功，生成相应的控制指令；如果解析失败，向所述语音识别服务器发送语音识别请求并得到解析结果，由此生成控制指令；然后向对应的智能家电设备发送控制指令；所述智能家电设备具有遥控接收功能；语音识别服务器，用于在收到智能遥控器发送的语音识别请求后，进行解析，并返回解析结果发送至该智能遥控器。

Description

一种基于指纹识别的语音遥控系统

技术领域

本发明涉及语音控制、指纹识别及控制领域，尤其涉及一种基于指纹识别的语音遥控系统。

背景技术

现有遥控器一般为普通的按键式遥控器，拿到遥控器的任何人员均可以使用，无法对使用者进行限制。此外，现有的智能家电设备大多都提供遥控器来实现遥控功能，而遥控器大多通过按压式的按键来选择功能，按键多，用户寻找对应功能的按键，花费时间。虽然目前也有一些智能家电设备采用语音控制来实现简便的功能选择，但还需要先下载APP，针对不同的家电需要下载不同的APP，对于手机的依赖性强，操作起来比较繁琐，不够便捷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提出了一种基于指纹识别的语音遥控系统。在用户操作遥控器之前，需要验证用户指纹，以此来控制遥控器的使用者，只有录入过指纹的人员才可进行操作；用户指纹验证后，可以对着遥控器说话，指示遥控器对智能家电设备进行相应的遥控操作，此外简单的语音识别通过遥控器自身的识别模块即可完成，对于复杂的识别由外网的语音识别服务器来完成，从而保证了识别率。

本发明提出来一种基于指纹识别的语音遥控系统，所述系统包括智能遥控器以及设置在外网的语音识别服务器；其中，

所述智能遥控器，用于对输入的指纹进行比对验证，验证通过后，接收外部的语音指令，将语音转换为文字并进行解析，解析成功，生成相应的控制指令；解析失败，向所述语音识别服务器发送语音识别请求并得到解析结果，由此生成控制指令；然后向对应的智能家电设备发送控制指令；所述智能家电设备具有遥控接收功能；

所述语音识别服务器，用于在收到智能遥控器发送的语音识别请求后，进行解析，并返回解析结果发送至该智能遥控器。

作为上述系统的一种改进，所述智能遥控器包括：指纹识别模块、语音识别模块、加密芯片、协助语音识别模块和控制模块；其中，

所述指纹识别模块，用于录入指纹并存储在加密芯片；用于对输入的指纹与加密芯片内存储的指纹进行比对验证，验证通过则启动语音识别模块和控制模块工作；

所述语音识别模块，用于接收外部的语音指令，与用户进行语音交互，提示用户进行回答；将接收的语音转换为文字并进行解析，解析成功，生成相应的控制指令；解析失败，向协助语音识别模块发送语音识别请求，并接收协助语音识别模块发送的解析结果，生成相应的控制指令；然后将控制指令发送至控制模块；所述控制指令包括智能家电设备名称和动作要求；

所述加密芯片，用于使用对称加密算法保存录入的指纹信息；

所述协助语音识别模块，用于和语音识别服务器建立通信，向语音识别服务器发送语音识别请求，并接收语音识别服务器返回的解析结果，然后发送至语音识别模块；

所述控制模块，用于接收控制指令，根据控制指令中的智能家电设备名称，通过蓝牙或红外方式向该智能家电设备发送控制信号。

作为上述系统的一种改进，所述指纹识别模块包括指纹录入单元和指纹验证单元；其中，

所述指纹录入单元，用于接收录入指纹，为指纹分配权限，并将录入的指纹信息发送至加密芯片；

所述指纹验证单元，用于从加密芯片中调取存储的指纹信息，经解密后与收到的指纹进行比对验证，验证通过则启动语音识别模块和控制模块工作。

作为上述系统的一种改进，所述指纹录入单元的具体实现过程为：

当收到第一个录入指纹时，设定该指纹用户为管理员账号，并将该指纹信息转化为电压信号发送至加密芯片；所述管理员账号的权限包括：同意接收其他用户的录入指纹、对加密芯片存储的指纹信息进行删除以及启动语音识别模块和控制模块工作；

当收到非第一个录入指纹时，在管理员同意后，设定该指纹用户为普通用户账号，并将该指纹信息发送至加密芯片；普通用户账号的权限为启动语音识别模块和控制模块工作。

作为上述系统的一种改进，所述加密芯片的具体处理过程为：

接收电压信号；

解析电压信号并转化为指纹信息文件；

使用对称加密算法加密该指纹信息文件并存储在加密芯片。

作为上述系统的一种改进，所述语音识别模块的具体实现过程为：

将接收的外部语音指令与预存的语音进行比对，从而将语音转换为文字；

将文字分割成词，并标注每个词的词性，甄别出其中实际含义词，从第一个实际含义词开始，与预存的中文词库进行匹配，直至匹配完所有实际含义词；所述实际含义词包括人称代词、动词和名词；

根据匹配的动词，结合动词后的名词，进行语义解析，如果解析成功，得到解析结果；如果解析失败，将语音转换的文字发送至协助语音识别模块，并接收协助语音识别模块返回的解析结果；

对于解析结果进行分析，如果得到需要控制的智能家电设备名称以及具体的动作信息，生成控制指令发送至控制模块；否则，发出语音提示，引导用户进一步回答，直至可以生成控制指令并发送至控制模块。

作为上述系统的一种改进，所述控制模块的具体实现过程为：

接收控制指令；

如果控制指令是增加智能家电设备，则记录该智能家电设备的型号、名称及相关信息；

如果控制指令是对智能家电设备的动作要求，则根据控制指令中的智能家电设备名称，选择蓝牙或红外方式，生成控制信号并发送至该智能家电设备。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、本发明通过指纹识别，限制遥控器的使用对象；

2、本发明在指纹识别验证通过后，通过语音对智能家电设备进行遥控，使操作更为便捷；

3、本发明对智能遥控器无法识别的语音，由外网的语音识别服务器来进行识别，进一步提高了识别率，使用户体验更好。

附图说明

图1是本发明的基于指纹识别的语音遥控系统的组成图；

图2是使用本发明的基于指纹识别的语音遥控系统的交互时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案和实施例进行详细的说明。

实施例1

如图1所示，本发明的实施例1提出了一种基于指纹识别的语音遥控系统，系统包括：智能遥控器以及设置在外网的语音识别服务器；智能遥控器包括：指纹识别模块、语音识别模块、加密芯片、协助语音识别模块和控制模块，以下具体分析：

1、指纹识别模块

指纹识别模块包括指纹录入单元和指纹验证单元；其中，

所述指纹录入单元，用于接收录入指纹，为指纹分配权限，并将录入的指纹信息发送至加密芯片；具体步骤如下：

1）第一个使用智能设备的人需要录入一个管理员的指纹作为管理员账号；所述管理员账号的权限包括：同意接收其他用户的录入指纹、对加密芯片存储的指纹信息进行删除以及启动语音识别模块和控制模块工作；

2）后续使用遥控的用户，需要先用管理的指纹鉴权后，使用遥控器的增加指纹功能进行增加指纹；在管理员同意后，设定该指纹用户为普通用户账号，并将该指纹信息发送至加密芯片；普通用户账号的权限为启动语音识别模块和控制模块工作

3）通过指纹传感器将指纹信息转化为电压信号发送至加密芯片。

所述指纹验证单元，用于从加密芯片中调取存储的指纹信息，经解密后与收到的指纹进行比对验证，如果验证通过，则启动语音识别模块和控制模块工作。

2、语音识别模块

语音识别模块包括语音转换文字、文字分词、语义解析三部分组成，需要将验证指纹后，进行后续操作。

语音转换文字：语音数据转换成文字需要将声音数据进行采集，然后使用语音对声音数据进行比对，从而转换成文字。这需要大量的声音样本数据，语音识别模块内保存了少量与遥控器相关的重点词汇，本地无法解析时可以向语音识别服务器进行识别，返回文字数据。

文字分词：这需要一个中文分词库，里面包含20多万常用中文词汇，通过语句的文字与中文词库中词汇进行匹配，将语句解析成单个词组，并标注词组的词性。例如，当用户说出“我要看湖南卫视，快打开吧！”时，会对这句话与词汇中文字进行比较。

1）首先使用“我”进行匹配，词汇中有这词，然后尝试匹配“我要”两字词，这里没有匹配到，接着继续尝试“我要看”，在常用词汇库也没有找到，如此继续最多10个字，如后续都没有相关词汇，那么“我”，就会匹配成第一个词汇，这个词为人称代词；

2）类似的第二第三个字也会被匹配到，并匹配成动词：“要”，“看”，而“湖南卫视”会被匹配成专有名词，“快”为形容词，“打开”为动词，“吧”为感叹词。

语义解析：根据上一个步骤中，匹配到的动词有“看”、“打开”，匹配上述的名词/专有名词，可以由于“湖南卫视”在动词“看”的后面，便可以知道，用户应该是需要切换电视机频道到“湖南卫视”频道。而形容词、感叹词由于没有相关遥控器操作，则会被忽略掉。 通过以上步骤：收到“好久没看湖南卫视了”“今天看湖南卫视吧”，也可以顺利解析出来。此外如果用户语音中含有否定词，如“看什么都可以，除了湖南卫视”， 在词义解析模块中，由于否定词在名词“湖南卫视”之前，模块也能解析出来。

通过上述步骤便可以了解客户需要的操作，然后发送遥控器的红外/蓝牙信号，即可操作电视机切换频道。

3、加密芯片

解析收到的电压信号转化为指纹信息文件，使用对称加密算法加密此指纹信息文件，调用加密芯片的存储接口，存储此加密信息，从而将指纹数据保存在硬件加密芯片内，保证密钥存储的安全。

4、协助语音识别模块

用于和语音识别服务器建立通信，向语音识别服务器发送语音识别请求，并接收语音识别服务器返回的解析结果，然后发送至语音识别模块

5、控制模块

控制模块包含蓝牙控制与红外线控制两种，可通过上述语音控制模块，匹配需要控制的设备类型、品牌和型号等。

6、语音识别服务器

用于在收到智能遥控器发送的语音识别请求后，进行解析，并返回解析结果发送至该智能遥控器。

举例说明：

如客户家中有多台家庭设备：电视机，空调，扫地机器人。

如图2所示，为客户使用本发明的基于指纹识别的语音遥控系统的交互时序图，具体步骤如下：

客户初始拿到遥控器后，遥控器使用语音提示用户输入初始管理员指纹；

录入指纹后如需添加新指纹，可以识别他的初始管理员指纹后，对着遥控器说出“新增指纹”，然后遥控器语音提示让用户重新录入指纹。修改指纹操作与新增纹类似；

客户可以使用语音与遥控器交互，说出“添加电视机设备”，然后遥控器语音提示“请您告诉我电视机品牌，型号，以便于匹配出遥控器”，找到相关设备后即可通过红外模对设备进行控制；

同样的也可以添加空调，扫地机器人等设备，而没有录入过指纹的人拿到遥控器就只会提示“您没有录入本遥控器指纹，无权操作”。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于指纹识别的语音遥控系统，其特征在于，所述系统包括智能遥控器以及设置在外网的语音识别服务器；其中，

所述智能遥控器，用于对输入的指纹进行比对验证，验证通过后，接收外部的语音指令，将语音转换为文字并进行解析，解析成功，生成相应的控制指令；解析失败，向所述语音识别服务器发送语音识别请求并得到解析结果，由此生成控制指令；然后向对应的智能家电设备发送控制指令；所述智能家电设备具有遥控接收功能；

所述语音识别服务器，用于在收到智能遥控器发送的语音识别请求后，进行解析，并返回解析结果发送至该智能遥控器。

2.根据权利要求1所述的基于指纹识别的语音遥控系统，其特征在于，所述智能遥控器包括：指纹识别模块、语音识别模块、加密芯片、协助语音识别模块和控制模块；其中，

所述指纹识别模块，用于录入指纹并存储在加密芯片；用于对输入的指纹与加密芯片内存储的指纹进行比对验证，验证通过则启动语音识别模块和控制模块工作；

所述语音识别模块，用于接收外部的语音指令，与用户进行语音交互，提示用户进行回答；将接收的语音转换为文字并进行解析，解析成功，生成相应的控制指令；解析失败，向协助语音识别模块发送语音识别请求，并接收协助语音识别模块发送的解析结果，生成相应的控制指令；然后将控制指令发送至控制模块；所述控制指令包括智能家电设备名称和动作要求；

所述加密芯片，用于使用对称加密算法保存录入的指纹信息；

所述协助语音识别模块，用于和语音识别服务器建立通信，向语音识别服务器发送语音识别请求，并接收语音识别服务器返回的解析结果，然后发送至语音识别模块；

所述控制模块，用于接收控制指令，根据控制指令中的智能家电设备名称，通过蓝牙或红外方式向该智能家电设备发送控制信号。

3.根据权利要求2所述的基于指纹识别的语音遥控系统，其特征在于，所述指纹识别模块包括指纹录入单元和指纹验证单元；其中，

所述指纹录入单元，用于接收录入指纹，为指纹分配权限，并将录入的指纹信息发送至加密芯片；

所述指纹验证单元，用于从加密芯片中调取存储的指纹信息，经解密后与收到的指纹进行比对验证，验证通过则启动语音识别模块和控制模块工作。

4.根据权利要求3所述的基于指纹识别的语音遥控系统，其特征在于，所述指纹录入单元的具体实现过程为：

当收到第一个录入指纹时，设定该指纹用户为管理员账号，并将该指纹信息转化为电压信号发送至加密芯片；所述管理员账号的权限包括：同意接收其他用户的录入指纹、对加密芯片存储的指纹信息进行删除以及启动语音识别模块和控制模块工作；

当收到非第一个录入指纹时，在管理员同意后，设定该指纹用户为普通用户账号，并将该指纹信息发送至加密芯片；普通用户账号的权限为启动语音识别模块和控制模块工作。

5.根据权利要求2所述的基于指纹识别的语音遥控系统，其特征在于，所述加密芯片的具体处理过程为：

接收电压信号；

解析电压信号并转化为指纹信息文件；

使用对称加密算法加密该指纹信息文件并存储在加密芯片。

6.根据权利要求2所述的基于指纹识别的语音遥控系统，其特征在于，所述语音识别模块的具体实现过程为：

将接收的外部语音指令与预存的语音进行比对，从而将语音转换为文字；

将文字分割成词，并标注每个词的词性，甄别出其中实际含义词，从第一个实际含义词开始，与预存的中文词库进行匹配，直至匹配完所有实际含义词；所述实际含义词包括人称代词、动词和名词；

根据匹配的动词，结合动词后的名词，进行语义解析，如果解析成功，得到解析结果；如果解析失败，将语音转换的文字发送至协助语音识别模块，并接收协助语音识别模块返回的解析结果；

对于解析结果进行分析，如果得到需要控制的智能家电设备名称以及具体的动作信息，生成控制指令发送至控制模块；否则，发出语音提示，引导用户进一步回答，直至可以生成控制指令并发送至控制模块。

7.根据权利要求2所述的基于指纹识别的语音遥控系统，其特征在于，所述控制模块的具体实现过程为：

接收控制指令；

如果控制指令是增加智能家电设备，则记录该智能家电设备的型号、名称及相关信息；

如果控制指令是对智能家电设备的动作要求，则根据控制指令中的智能家电设备名称，选择蓝牙或红外方式，生成控制信号并发送至该智能家电设备。

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