CN112420053A - 智能交互式人机对话系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能交互式人机对话系统,包括控制模块,所述语音数据库与所述控制模块通讯连接,所述语音采集模块与所述控制模块通讯连接,所述语音识别模块与所述控制模块通讯连接,所述声音信息获取模块与所述控制模块通讯连接,所述对话分析模块与所述控制模块通讯连接,所述对话管理模块与所述控制模块通讯连接,所述对话生成模块与所述控制模块通讯连接,所述语言输出模块与所述控制模块通讯连接。本发明避免了人机交互通过选择题、判断题等方式进行选择,即可由系统自行分析出人要表述的内容,以适应不同的应用场景,更加人性化、自然化和多样化,从而激发用户的对话兴趣。
Description
技术领域
本发明涉及智能交互技术领域,具体为智能交互式人机对话系统。
背景技术
当前,随着科学技术的不断进步,机器人技术领域也得到了快速的发展,在机器人的行为逻辑以及人机互动中,人机对话是最常见的,而人机对话一般是指人与人机语音或文字对答。智能语音交互是基于语音输入的新一代交互模式,通过说话就可以得到反馈结果,语音助手就是其中典型的应用场景。然而在实际应用过程中,语音交互系统在与用户进行交互过程中,只是在特定环境下的语音或文字对答,其常不能理解用户的意图,导致应用场景受限,因此还存在一定的改进空间。
发明内容
本发明的目的在于提供智能交互式人机对话系统,避免了人机交互通过选择题、判断题等方式进行选择,即可由系统自行分析出人要表述的内容,以适应不同的应用场景,更加人性化、自然化和多样化,从而激发用户的对话兴趣,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
智能交互式人机对话系统,包括:
控制模块;
语音数据库,所述语音数据库与所述控制模块通讯连接,所述语音数据库用于预存多个不同声音信息和文本的对话数据;
语音采集模块,所述语音采集模块与所述控制模块通讯连接,所述语音采集模块用于采集并接收用户语音;
语音识别模块,所述语音识别模块与所述控制模块通讯连接,所述语音识别模块用于识别所述语音采集模块接收的用户语音;
声音信息获取模块,所述声音信息获取模块与所述控制模块通讯连接,所述声音信息获取模块用于获取所述语音采集模块接收的用户语音的声音信息;
对话分析模块,所述对话分析模块与所述控制模块通讯连接,所述对话分析模块用于结合用户语音和用户语音的声音信息进行语义理解,以识别用户的对话意图;
对话管理模块,所述对话管理模块与所述控制模块通讯连接,所述对话管理模块用于基于所述对话分析模块识别的对话意图从所述语音数据库调取相应的语音回应;
对话生成模块,所述对话生成模块与所述控制模块通讯连接,所述对话生成模块用于将所述对话管理模块调取的语音回应转化为自然语言;
语言输出模块,所述语言输出模块与所述控制模块通讯连接,所述语言输出模块用于将所述对话生成模块转化的自然语言转换成语音,并反馈给用户。
作为本发明的智能交互式人机对话系统优选的,还包括对话状态跟踪模块和对话策略学习模块,当用户的回应超出了所述对话分析模块能够理解的范围时,所述对话状态跟踪模块根据当前整个对话所处阶段并融合对话过程的上下文信息表征当前对话状态,所述对话策略学习模块根据当前对话状态采用通用语句来保持对话继续进行。
作为本发明的智能交互式人机对话系统优选的,还包括人脸识别模块,所述人脸识别模块用于对用户进行人脸识别并进行记录。
作为本发明的智能交互式人机对话系统优选的,还包括显示模块,所述显示模块用于显示人机对话内容。
作为本发明的智能交互式人机对话系统优选的,所述显示模块为触摸显示屏。
作为本发明的智能交互式人机对话系统优选的,所述控制模块包括微控制器、连接线和多条控制线,所述微控制器与供电电源连接,所述连接线将所述微控制器连接到所有功能模块,多条控制线将所述微控制器与所有功能模块通讯连接。
作为本发明的智能交互式人机对话系统优选的,所述用户语音的声音信息包括响度、音调和频率中的至少一种。
作为本发明的智能交互式人机对话系统优选的,所述语音识别模块的语音识别方法为:
S1、对语音特征函数f(x)间隔采样,得到m个函数值X0(E),X1(E),…,Xm(E);
S2、以时间X0,X1,…,Xm作为希尔伯特空间的横坐标,将时域中的语音特征函数f(x)间隔采样得到的函数值[X0(E),X1(E),…,Xm(E)]作为希尔伯特空间的纵坐标,转化为m维希尔伯特空间中的点,并将语音采样函数族F(x)转化为希尔伯特空间中的一系列点;
S3、将希尔伯特空间作为语音信号新的特征空间,对F(x)系列点之间的相似关系进行分析,并采取高维超球覆盖方法得到模式识别模块;
S4、在希尔伯特空间中,对语音信号进行模式识别,完成语音识别。
作为本发明的智能交互式人机对话系统优选的,所述S1中采用的语音特征函数为过零谱函数。
作为本发明的智能交互式人机对话系统优选的,所述S1到S4的算法中不包含FFT运算。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过语音采集模块和语音识别模块采集、接收和识别用户语音,通过声音信息获取模块获取用户语音的声音信息,再通过对话分析模块结合用户语音和用户语音的声音信息进行语义理解,以识别用户的对话意图,通过对话管理模块基于对话意图从语音数据库调取相应的语音回应,最后通过对话生成模块将调取的语音回应转化为自然语言。通过语言输出模块将自然语言转换成语音,并反馈给用户,从语音数据库中调取相应的语音回应,避免了人机交互通过选择题、判断题等方式进行选择,即可由系统自行分析出人要表述的内容,以适应不同的应用场景,更加人性化、自然化和多样化,从而激发用户的对话兴趣。
附图说明
图1为本发明的模块示意图;
图2为本发明的语音识别模块的语音识别方法的流程示意图;
图3为本发明的语音采集模块的电路图;
图4为本发明的语音识别模块的电路图。
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做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。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,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方式,都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1、图3和图4,本发明提供一种技术方案:
智能交互式人机对话系统,包括:
控制模块;
语音数据库,所述语音数据库与所述控制模块通讯连接,所述语音数据库用于预存多个不同声音信息和文本的对话数据;
语音采集模块,所述语音采集模块与所述控制模块通讯连接,所述语音采集模块用于采集并接收用户语音;
语音识别模块,所述语音识别模块与所述控制模块通讯连接,所述语音识别模块用于识别所述语音采集模块接收的用户语音;
声音信息获取模块,所述声音信息获取模块与所述控制模块通讯连接,所述声音信息获取模块用于获取所述语音采集模块接收的用户语音的声音信息;
对话分析模块,所述对话分析模块与所述控制模块通讯连接,所述对话分析模块用于结合用户语音和用户语音的声音信息进行语义理解,以识别用户的对话意图;
对话管理模块,所述对话管理模块与所述控制模块通讯连接,所述对话管理模块用于基于所述对话分析模块识别的对话意图从所述语音数据库调取相应的语音回应;
对话生成模块,所述对话生成模块与所述控制模块通讯连接,所述对话生成模块用于将所述对话管理模块调取的语音回应转化为自然语言;
语言输出模块,所述语言输出模块与所述控制模块通讯连接,所述语言输出模块用于将所述对话生成模块转化的自然语言转换成语音,并反馈给用户。
作为本发明的一种技术优化方案,还包括对话状态跟踪模块和对话策略学习模块,当用户的回应超出了所述对话分析模块能够理解的范围时,所述对话状态跟踪模块根据当前整个对话所处阶段并融合对话过程的上下文信息表征当前对话状态,所述对话策略学习模块根据当前对话状态采用通用语句来保持对话继续进行。
作为本发明的一种技术优化方案,还包括人脸识别模块,所述人脸识别模块用于对用户进行人脸识别并进行记录。
作为本发明的一种技术优化方案,还包括显示模块,所述显示模块用于显示人机对话内容。
作为本发明的一种技术优化方案,所述显示模块为触摸显示屏。
作为本发明的一种技术优化方案,所述控制模块包括微控制器、连接线和多条控制线,所述微控制器与供电电源连接,所述连接线将所述微控制器连接到所有功能模块,多条控制线将所述微控制器与所有功能模块通讯连接。
作为本发明的一种技术优化方案,所述用户语音的声音信息包括响度、音调和频率中的至少一种。
综上所述,本发明通过语音采集模块和语音识别模块采集、接收和识别用户语音,通过声音信息获取模块获取用户语音的声音信息,再通过对话分析模块结合用户语音和用户语音的声音信息进行语义理解,以识别用户的对话意图,通过对话管理模块基于对话意图从语音数据库调取相应的语音回应,最后通过对话生成模块将调取的语音回应转化为自然语言。通过语言输出模块将自然语言转换成语音,并反馈给用户,从语音数据库中调取相应的语音回应,避免了人机交互通过选择题、判断题等方式进行选择,即可由系统自行分析出人要表述的内容,以适应不同的应用场景,更加人性化、自然化和多样化,从而激发用户的对话兴趣。
实施例2
请参阅图1-4,本发明提供一种技术方案:
智能交互式人机对话系统,包括:
控制模块;
语音数据库,所述语音数据库与所述控制模块通讯连接,所述语音数据库用于预存多个不同声音信息和文本的对话数据;
语音采集模块,所述语音采集模块与所述控制模块通讯连接,所述语音采集模块用于采集并接收用户语音;
语音识别模块,所述语音识别模块与所述控制模块通讯连接,所述语音识别模块用于识别所述语音采集模块接收的用户语音;
声音信息获取模块,所述声音信息获取模块与所述控制模块通讯连接,所述声音信息获取模块用于获取所述语音采集模块接收的用户语音的声音信息;
对话分析模块,所述对话分析模块与所述控制模块通讯连接,所述对话分析模块用于结合用户语音和用户语音的声音信息进行语义理解,以识别用户的对话意图;
对话管理模块,所述对话管理模块与所述控制模块通讯连接,所述对话管理模块用于基于所述对话分析模块识别的对话意图从所述语音数据库调取相应的语音回应;
对话生成模块,所述对话生成模块与所述控制模块通讯连接,所述对话生成模块用于将所述对话管理模块调取的语音回应转化为自然语言;
语言输出模块,所述语言输出模块与所述控制模块通讯连接,所述语言输出模块用于将所述对话生成模块转化的自然语言转换成语音,并反馈给用户。
作为本发明的一种技术优化方案,还包括对话状态跟踪模块和对话策略学习模块,当用户的回应超出了所述对话分析模块能够理解的范围时,所述对话状态跟踪模块根据当前整个对话所处阶段并融合对话过程的上下文信息表征当前对话状态,所述对话策略学习模块根据当前对话状态采用通用语句来保持对话继续进行。
作为本发明的一种技术优化方案,还包括人脸识别模块,所述人脸识别模块用于对用户进行人脸识别并进行记录。
作为本发明的一种技术优化方案,还包括显示模块,所述显示模块用于显示人机对话内容。
作为本发明的一种技术优化方案,所述显示模块为触摸显示屏。
作为本发明的一种技术优化方案,所述控制模块包括微控制器、连接线和多条控制线,所述微控制器与供电电源连接,所述连接线将所述微控制器连接到所有功能模块,多条控制线将所述微控制器与所有功能模块通讯连接。
作为本发明的一种技术优化方案,所述用户语音的声音信息包括响度、音调和频率中的至少一种。
作为本发明的一种技术优化方案,所述语音识别模块的语音识别方法为:
S1、对语音特征函数f(x)间隔采样,得到m个函数值X0(E),X1(E),…,Xm(E);
S2、以时间X0,X1,…,Xm作为希尔伯特空间的横坐标,将时域中的语音特征函数f(x)间隔采样得到的函数值[X0(E),X1(E),…,Xm(E)]作为希尔伯特空间的纵坐标,转化为m维希尔伯特空间中的点,并将语音采样函数族F(x)转化为希尔伯特空间中的一系列点;
S3、将希尔伯特空间作为语音信号新的特征空间,对F(x)系列点之间的相似关系进行分析,并采取高维超球覆盖方法得到模式识别模块;
S4、在希尔伯特空间中,对语音信号进行模式识别,完成语音识别。
作为本发明的一种技术优化方案,所述S1中采用的语音特征函数为过零谱函数。
作为本发明的一种技术优化方案,所述S1到S4的算法中不包含FFT运算。
综上所述,本发明通过语音采集模块和语音识别模块采集、接收和识别用户语音,通过声音信息获取模块获取用户语音的声音信息,再通过对话分析模块结合用户语音和用户语音的声音信息进行语义理解,以识别用户的对话意图,通过对话管理模块基于对话意图从语音数据库调取相应的语音回应,最后通过对话生成模块将调取的语音回应转化为自然语言。通过语言输出模块将自然语言转换成语音,并反馈给用户,从语音数据库中调取相应的语音回应,避免了人机交互通过选择题、判断题等方式进行选择,即可由系统自行分析出人要表述的内容,以适应不同的应用场景,更加人性化、自然化和多样化,从而激发用户的对话兴趣
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.智能交互式人机对话系统,其特征在于,包括:
控制模块;
语音数据库,所述语音数据库与所述控制模块通讯连接,所述语音数据库用于预存多个不同声音信息和文本的对话数据;
语音采集模块,所述语音采集模块与所述控制模块通讯连接,所述语音采集模块用于采集并接收用户语音;
语音识别模块,所述语音识别模块与所述控制模块通讯连接,所述语音识别模块用于识别所述语音采集模块接收的用户语音;
声音信息获取模块,所述声音信息获取模块与所述控制模块通讯连接,所述声音信息获取模块用于获取所述语音采集模块接收的用户语音的声音信息;
对话分析模块,所述对话分析模块与所述控制模块通讯连接,所述对话分析模块用于结合用户语音和用户语音的声音信息进行语义理解,以识别用户的对话意图;
对话管理模块,所述对话管理模块与所述控制模块通讯连接,所述对话管理模块用于基于所述对话分析模块识别的对话意图从所述语音数据库调取相应的语音回应;
对话生成模块,所述对话生成模块与所述控制模块通讯连接,所述对话生成模块用于将所述对话管理模块调取的语音回应转化为自然语言;
语言输出模块,所述语言输出模块与所述控制模块通讯连接,所述语言输出模块用于将所述对话生成模块转化的自然语言转换成语音,并反馈给用户;所述语音识别模块的语音识别方法为:
S1、对语音特征函数f(x)间隔采样,得到m个函数值X0(E),X1(E),…,Xm(E);
S2、以时间X0,X1,…,Xm作为希尔伯特空间的横坐标,将时域中的语音特征函数f(x)间隔采样得到的函数值[X0(E),X1(E),…,Xm(E)]作为希尔伯特空间的纵坐标,转化为m维希尔伯特空间中的点,并将语音采样函数族F(x)转化为希尔伯特空间中的一系列点;
S3、将希尔伯特空间作为语音信号新的特征空间,对F(x)系列点之间的相似关系进行分析,并采取高维超球覆盖方法得到模式识别模块;
S4、在希尔伯特空间中,对语音信号进行模式识别,完成语音识别;所述S1中采用的语音特征函数为过零谱函数;所述S1到S4的算法中不包含FFT运算。
2.根据权利要求1所述的智能交互式人机对话系统,其特征在于:还包括对话状态跟踪模块和对话策略学习模块,当用户的回应超出了所述对话分析模块能够理解的范围时,所述对话状态跟踪模块根据当前整个对话所处阶段并融合对话过程的上下文信息表征当前对话状态,所述对话策略学习模块根据当前对话状态采用通用语句来保持对话继续进行。
3.根据权利要求1所述的智能交互式人机对话系统,其特征在于:还包括人脸识别模块,所述人脸识别模块用于对用户进行人脸识别并进行记录。
4.根据权利要求1所述的智能交互式人机对话系统,其特征在于:还包括显示模块,所述显示模块用于显示人机对话内容。
5.根据权利要求4所述的智能交互式人机对话系统,其特征在于:所述显示模块为触摸显示屏。
6.根据权利要求1所述的智能交互式人机对话系统,其特征在于:所述控制模块包括微控制器、连接线和多条控制线,所述微控制器与供电电源连接,所述连接线将所述微控制器连接到所有功能模块,多条控制线将所述微控制器与所有功能模块通讯连接。
7.根据权利要求1所述的智能交互式人机对话系统,其特征在于:所述用户语音的声音信息包括响度、音调和频率中的至少一种。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210226 |
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