CN116206613B - 基于智能家居场景的声纹识别管理系统 - Google Patents

基于智能家居场景的声纹识别管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于智能家居场景的声纹识别管理系统,具体涉及智能家居管理领域,包括拾音器对用户的声纹数据进行存储并分析,基于声纹识别处理器把用户有效声纹数据转换成数字信息,通过智能家居终端设备对用户的数字信息指令和触摸指令进行接收,并设置工作流程,基于提取用户下达的有效工作指令,对用户的单类型一次指令数据和多次指令进行二次数据分类采集,得到用户声纹指令系数,根据声纹识别应用系统的多次更新请求,采集所有需要提交到数据库的变更数据,得到智能家居数据库更新系数,提取用户声纹指令系数和数据库更新系数,得到智能家居执行指数,并设置智能家居运行数据评定阈值,判断是否需要对智能家居声纹识别管理系统重新设置。

Description

基于智能家居场景的声纹识别管理系统
技术领域
本发明涉及智能家居管理技术领域,更具体地说,本发明涉及基于智能家居场景的声纹识别管理系统。
背景技术
智能家居是以家庭住宅为基础,基于网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。
目前现有的智能家居场景声纹识别管理系统有很多种不同的模式设计,主要都是通过用户的声纹数据远程遥控住处的各种智能系统,用户通过无线连接单元可以远程启动家中的空调和热水器,并通过预设系统控制空调和热水器的温度变化,基于采集用户的声纹特征获取智能家居的使用权限。
但是目前现有的智能家居场景声纹识别管理系统单纯基于语义识别技术,缺乏对智能家居安全性的保障,容易受到外界环境的影响,包括个人语音特征的差异、嘈杂的户外环境、用户语气特征的变化,对系统声纹的数据采集出现偏差,并且在现实生活情况下,智能家居数据库中存储的用户声纹信息不能随着时间变化的自动更新,缺乏在复杂条件下对智能家居的操作权限和系统处理问题的响应速度,无法提供全面无差异化的服务功能。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明提供基于智能家居场景的声纹识别管理系统,通过增加用户声纹指令系数计算模块提取用户下达的有效工作指令,对用户的单类型一次指令数据和单类型多次指令数据进行二次数据分类采集,得到用户声纹指令系数,对用户在不同的外界环境下,提取精确的用户声纹数据,通过增加智能家居数据库更新系数计算模块提取智能家居数据库模块中用户声纹信息的存储数据,并根据声纹识别应用系统的多次数据库更新请求,采集所有需要提交到数据库的变更数据,得到智能家居数据库更新系数,对现实生活情况下,智能家居数据库中存储的用户声纹信息进行自动更新,提高在复杂条件下智能家居系统处理问题的响应速度,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:基于智能家居场景的声纹识别管理系统,包括智能家居用户声纹采集模块、智能家居用户声纹处理模块、智能家居数据库模块、智能家居人机交互模块、用户声纹指令系数计算模块、智能家居数据库更新系数计算模块、智能家居执行指数计算模块,以及智能家居运行数据评定模块;
智能家居用户声纹采集模块:用于采集智能家居用户的声纹数据,通过拾音器对用户的声纹数据进行存储,并对智能家居下达的有效工作指令,依次记为1、2、3…N;
智能家居用户声纹处理模块:用于对存储的智能家居用户声纹数据进行分析,并基于声纹识别处理器把用户有效声纹数据转换成数字信息;
智能家居人机交互模块:用于智能家居终端设备对用户的数字信息指令和触摸指令进行接收,并基于用户需求对智能家居的工作流程进行设置;
用户声纹指令系数计算模块:用于提取智能家居用户声纹采集模块中用户下达的有效工作指令,对用户的单类型一次指令数据和单类型多次指令数据进行二次数据分类采集,得到用户声纹指令系数
Figure SMS_1
智能家居数据库更新系数计算模块:用于提取智能家居数据库模块中用户声纹信息的存储数据,并根据声纹识别应用系统的多次数据库更新请求,采集所有需要提交到数据库的变更数据,得到智能家居数据库更新系数
Figure SMS_2
智能家居执行指数计算模块:用于提取用户声纹指令系数数据和智能家居数据库更新系数数据,得到智能家居执行指数θ;
智能家居运行数据评定模块:用于提取智能家居执行指数数据,并设置智能家居运行数据评定阈值Q,当θ小于等于Q时,对智能家居声纹识别管理系统重新设置,当θ大于Q时,智能家居声纹识别管理系统满足用户需要。
步骤SO1、通过智能家居用户声纹采集模块采集智能家居用户的声纹数据,基于拾音器对用户的声纹数据进行存储,并通过声纹识别处理器把用户有效声纹数据转换成数字信息;
步骤SO2、基于用户声纹指令系数计算模块提取智能家居用户声纹采集模块中用户下达的有效工作指令,对用户的单类型一次指令数据和单类型多次指令数据进行二次数据分类采集,得到用户声纹指令系数;
步骤SO3、基于智能家居数据库更新系数计算模块提取智能家居数据库模块中用户声纹信息的存储数据,并根据声纹识别应用系统的多次数据库更新请求,采集所有需要提交到数据库的变更数据,得到智能家居数据库更新系数;
步骤SO4、对用户声纹指令系数数据和智能家居数据库更新系数数据进行提取,计算得到智能家居执行指数;
步骤SO5、对提取智能家居执行指数数据进行提取,并设置智能家居运行数据评定阈值Q,当θ小于等于Q时,对智能家居声纹识别管理系统重新设置,当θ大于Q时,智能家居声纹识别管理系统满足用户需要。
优选的,所述智能家居用户声纹采集模块用于采集智能家居用户的声纹数据,基于拾音器对用户的声纹数据进行采集并存储,通过无线连接用户对智能家居下达的有效工作指令,控制智能家居按照预设的指令进行运行,并将有效的工作指令依次记为1、2、3…N。
优选的,所述智能家居用户声纹处理模块用于对存储在数据库中的智能家居用户声纹数据进行分析,通过系统内部的声纹识别处理器,对智能家居语音指令发出者的身份进行鉴别,确认为智能家居授权用户后,基于声纹识别处理器把用户有效声纹数据转换成数字信息。
优选的,所述智能家居人机交互模块用于智能家居终端设备对用户的数字信息指令和触摸指令进行接收,数字信息指令包括智能家居用户声纹数据转换后的指令和授权用户输入文本信息转换后的指令,触摸指令包括智能家居用户触摸次数、触摸频率和触摸位置中的任意一种或多种的组合,并基于用户需求对智能家居的工作流程进行设置。
优选地,所述用户声纹指令系数计算模块用于提取智能家居用户声纹采集模块中用户下达的有效工作指令,对用户的单类型一次指令数据和单类型多次指令数据进行二次数据分类采集,根据公式:
Figure SMS_3
,RS为智能家居用户下达的全部有效工作指令次数,WO为用户下达的单类型一次指令次数,Dt为用户下达的单类型多次指令的次数,an为用户下达的一次指令中智能家居终端设备按预设要求完成的次数,bn为用户下达的多次指令中智能家居终端设备按预设要求完成的次数,f1、f2为智能家居用户下达的工作指令权重,计算得到用户声纹指令系数/>
Figure SMS_4
优选地,所述智能家居数据库更新系数计算模块用于提取智能家居数据库模块中用户声纹信息的存储数据,并根据声纹识别应用系统的多次数据库更新请求,采集所有需要提交到数据库的变更数据,根据公式:
Figure SMS_5
,QC为智能家居数据库起始的数据存储量,NC为声纹识别应用系统请求数据库更新时数据库数据的存储量,X为声纹应用系统请求数据库更新的次数,/>
Figure SMS_6
为本次声纹识别应用系统请求数据库更新时的数据存储量,/>
Figure SMS_7
为指数平均化是对括号内X次数据存储总增长量的指数开方,减去1为括号内计算的综合增长指数包含了当次的1,开方以后为每次的平均增长指数,所以需要减去1,/>
Figure SMS_8
为智能家居数据库更新系数的影响因子,计算得到智能家居数据库更新系数/>
Figure SMS_9
优选的,所述智能家居执行指数计算模块用于提取用户声纹指令系数数据和智能家居数据库更新系数数据,根据公式:
Figure SMS_10
,
Figure SMS_11
为用户声纹指令系数,/>
Figure SMS_12
为智能家居数据库更新系数,计算得到智能家居执行指数θ。
优选的,所述智能家居运行数据评定模块用于提取智能家居执行指数数据,并设置智能家居运行数据评定阈值Q,通过比较智能家居执行指数数据和智能家居运行数据评定阈值的大小,判断智能家居声纹识别管理系统是否需要重置,当θ小于等于Q时,对智能家居声纹识别管理系统重新设置,当θ大于Q时,智能家居声纹识别管理系统满足用户需要。
本发明的技术效果和优点:
本发明是采用智能家居用户声纹处理模块用于对存储的智能家居用户声纹数据进行分析,并基于声纹识别处理器把用户有效声纹数据转换成数字信息,提高用户声纹数据的录入率和数字信息的转换率,采用用户声纹指令系数计算模块提取用户下达的有效工作指令,对用户的单类型一次指令数据和单类型多次指令数据进行二次数据分类采集,得到用户声纹指令系数,对用户在不同的外界环境下,提取精确的用户声纹数据,采用智能家居数据库更新系数计算模块提取智能家居数据库模块中用户声纹信息的存储数据,并根据声纹识别应用系统的多次数据库更新请求,采集所有需要提交到数据库的变更数据,得到智能家居数据库更新系数,提供全面无差异化服务。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图;
图2为本发明的系统流程图。
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、完整的描述,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。
本实施例提供了如图1所示基于智能家居场景的声纹识别管理系统,包括智能家居用户声纹采集模块、智能家居用户声纹处理模块、智能家居数据库模块、智能家居人机交互模块、用户声纹指令系数计算模块、智能家居数据库更新系数计算模块、智能家居执行指数计算模块,以及智能家居运行数据评定模块;
智能家居用户声纹采集模块:用于采集智能家居用户的声纹数据,通过拾音器对用户的声纹数据进行存储,并对智能家居下达的有效工作指令,依次记为1、2、3…N,并将数据传输至智能家居用户声纹处理模块;
智能家居用户声纹处理模块:用于对存储的智能家居用户声纹数据进行分析,并基于声纹识别处理器把用户有效声纹数据转换成数字信息,并将数据传输至智能家居人机交互模块;
智能家居人机交互模块:用于智能家居终端设备对用户的数字信息指令和触摸指令进行接收,并基于用户需求对智能家居的工作流程进行设置,并将数据传输至用户声纹指令系数计算模块;
用户声纹指令系数计算模块:用于提取智能家居用户声纹采集模块中用户下达的有效工作指令,对用户的单类型一次指令数据和单类型多次指令数据进行二次数据分类采集,得到用户声纹指令系数
Figure SMS_13
,并将数据传输至智能家居数据库更新系数计算模块;
智能家居数据库更新系数计算模块:用于提取智能家居数据库模块中用户声纹信息的存储数据,并根据声纹识别应用系统的多次数据库更新请求,采集所有需要提交到数据库的变更数据,得到智能家居数据库更新系数
Figure SMS_14
,并将数据传输至智能家居执行指数计算模块;
智能家居执行指数计算模块:用于提取用户声纹指令系数数据和智能家居数据库更新系数数据,得到智能家居执行指数θ,并将数据传输至智能家居运行数据评定模块;
智能家居运行数据评定模块:用于提取智能家居执行指数数据,并设置智能家居运行数据评定阈值Q,当θ小于等于Q时,对智能家居声纹识别管理系统重新设置,当θ大于Q时,智能家居声纹识别管理系统满足用户需要,其中,数据储存模块和微机模块是与其他所有模块均电信连接。
本实施与现有技术的区别在于智能家居用户声纹处理模块、智能家居人机交互模块、用户声纹指令系数计算模块、智能家居数据库更新系数计算模块,以及智能家居运行数据评定模块,具体为智能家居用户声纹处理模块增加用户声纹数据转换功能,智能家居人机交互模块增加了数字信息指令和触摸指令接收功能,智能家居运行数据评定模块增加了智能家居运行数据评定阈值对比判断功能,用户声纹指令系数计算模块和智能家居数据库更新系数计算模块构成了数据分析建模作用,整个过程是现有技术不具备的。
本实施例提供基于智能家居场景的声纹识别管理系统,具体包括下列步骤:
智能家居用户声纹采集模块用于采集智能家居用户的声纹数据,基于拾音器对用户的声纹数据进行采集并存储,通过无线连接用户对智能家居下达的有效工作指令,控制智能家居按照预设的指令进行运行,并将有效的工作指令依次记为1、2、3…N。
智能家居用户声纹处理模块用于对存储在数据库中的智能家居用户声纹数据进行分析,通过系统内部的声纹识别处理器,对智能家居语音指令发出者的身份进行鉴别,确认为智能家居授权用户后,基于声纹识别处理器把用户有效声纹数据转换成数字信息。
本实施例中需要具体说明的为通过系统内部的声纹识别处理器,对智能家居语音指令发出者的身份进行鉴别,避免了无关人员随意发送指令对智能家居实现控制,同时在智能家居声纹录入识别的过程中,下一位录入者需要声纹数据库中已授权用户确认,才可以将录入者的声纹进行收录,增加对智能家居声纹录入者的审核步骤和流程,避免了无关人员声纹录入的可能性,从而提高了智能家居声纹控制系统的安全性。
智能家居数据库模块用于对智能家居用户个人身份信息进行采集,用户个人信息包括用户身份信息数据、用户声纹特征信息数据、用户使用智能家居时间数据信息,且智能家居数据库模块中每一个单元对应存储一个智能家居终端设备的监控数据,当用户智能家居簇中有新的无线智能家居终端设备加入时,智能家居数据库在该智能家居簇对应的存储单元中为该无线智能家居终端设备分配相应的存储单元,并对智能家居用户的声纹数字信息进行提取并存储。
本实施例中需要具体说明的为智能家居数据库模块中每一个单元对应存储一个智能家居终端设备的监控数据,通过这种方式存储监控数据,偏于管理和查看,且当智能家居簇中有无线智能家居终端设备注销时,在智能家居数据库中对应存储的单元在保存一定的有效时间后,数据清空后存储空间释放。
智能家居人机交互模块用于智能家居终端设备对用户的数字信息指令和触摸指令进行接收,数字信息指令包括智能家居用户声纹数据转换后的指令和授权用户输入文本信息转换后的指令,触摸指令包括智能家居用户触摸次数、触摸频率和触摸位置中的任意一种或多种的组合,并基于用户需求对智能家居的工作流程进行设置,使智能家居按照预设的用户指令进行工作。
本实施例中需要具体说明的为通过用户的数字信息指令和触摸指令提供人机交互终端,增强人机交互界面的个性化和趣味性,以及智能家居用户个人操作的安全性。
用户声纹指令系数计算模块用于提取智能家居用户声纹采集模块中用户下达的有效工作指令,对用户的单类型一次指令数据和单类型多次指令数据进行二次数据分类采集,根据公式:
Figure SMS_15
,RS为智能家居用户下达的全部有效工作指令次数,WO为用户下达的单类型一次指令次数,Dt为用户下达的单类型多次指令的次数,an为用户下达的一次指令中智能家居终端设备按预设要求完成的次数,bn为用户下达的多次指令中智能家居终端设备按预设要求完成的次数,f1、f2为智能家居用户下达的工作指令权重,计算得到用户声纹指令系数/>
Figure SMS_16
智能家居数据库更新系数计算模块用于提取智能家居数据库模块中用户声纹信息的存储数据,并根据声纹识别应用系统的多次数据库更新请求,采集所有需要提交到数据库的变更数据,根据公式:
Figure SMS_17
,QC为智能家居数据库起始的数据存储量,NC为声纹识别应用系统请求数据库更新时数据库数据的存储量,X为声纹应用系统请求数据库更新的次数,/>
Figure SMS_18
为本次声纹识别应用系统请求数据库更新时的数据存储量,/>
Figure SMS_19
为指数平均化是对括号内X次数据存储总增长量的指数开方,减去1为括号内计算的综合增长指数包含了当次的1,开方以后为每次的平均增长指数,所以需要减去1,/>
Figure SMS_20
为智能家居数据库更新系数的影响因子,计算得到智能家居数据库更新系数/>
Figure SMS_21
智能家居执行指数计算模块用于提取用户声纹指令系数数据和智能家居数据库更新系数数据,根据公式:
Figure SMS_22
,
Figure SMS_23
为用户声纹指令系数,/>
Figure SMS_24
为智能家居数据库更新系数,计算得到智能家居执行指数θ。
智能家居运行数据评定模块用于提取智能家居执行指数数据,并设置智能家居运行数据评定阈值Q,通过比较智能家居执行指数数据和智能家居运行数据评定阈值的大小,判断智能家居声纹识别管理系统是否需要重置,当θ小于等于Q时,对智能家居声纹识别管理系统重新设置,当θ大于Q时,智能家居声纹识别管理系统满足用户需要。
最后:以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于智能家居场景的声纹识别管理系统,其特征在于,包括:
智能家居用户声纹采集模块:用于采集智能家居用户的声纹数据,通过拾音器对用户的声纹数据进行存储,并对智能家居下达的有效工作指令,依次记为1、2、3…N;
智能家居用户声纹处理模块:用于对存储的智能家居用户声纹数据进行分析,并基于声纹识别处理器把用户有效声纹数据转换成数字信息;
智能家居人机交互模块:用于智能家居终端设备对用户的数字信息指令和触摸指令进行接收,并基于用户需求对智能家居的工作流程进行设置;
用户声纹指令系数计算模块:用于提取智能家居用户声纹采集模块中用户下达的有效工作指令,对用户的单类型一次指令数据和单类型多次指令数据进行二次数据分类采集,得到用户声纹指令系数
Figure QLYQS_1
智能家居数据库更新系数计算模块:用于提取智能家居数据库模块中用户声纹信息的存储数据,并根据声纹识别应用系统的多次数据库更新请求,采集所有需要提交到数据库的变更数据,得到智能家居数据库更新系数
Figure QLYQS_2
智能家居执行指数计算模块:用于提取用户声纹指令系数数据和智能家居数据库更新系数数据,得到智能家居执行指数θ;
所述智能家居执行指数θ的计算公式为:
Figure QLYQS_3
,其中,
Figure QLYQS_6
为用户声纹指令系数/>
Figure QLYQS_8
,RS为智能家居用户下达的全部有效工作指令次数,WO为用户下达的单类型一次指令次数,Dt为用户下达的单类型多次指令的次数,an为用户下达的一次指令中智能家居终端设备按预设要求完成的次数,bn为用户下达的多次指令中智能家居终端设备按预设要求完成的次数,f1、f2为智能家居用户下达的工作指令权重,/>
Figure QLYQS_5
为智能家居数据库更新系数/>
Figure QLYQS_7
,QC为智能家居数据库起始的数据存储量,NC为声纹识别应用系统请求数据库更新时数据库数据的存储量,X为声纹应用系统请求数据库更新的次数,/>
Figure QLYQS_9
为本次声纹识别应用系统请求数据库更新时的数据存储量,/>
Figure QLYQS_10
为指数平均化是对括号内X次数据存储总增长量的指数开方,减去1为括号内计算的综合增长指数包含了当次的1,开方以后为每次的平均增长指数,所以需要减去1,/>
Figure QLYQS_4
为智能家居数据库更新系数的影响因子;
智能家居运行数据评定模块:用于提取智能家居执行指数数据,并设置智能家居运行数据评定阈值Q,当θ小于等于Q时,对智能家居声纹识别管理系统重新设置,当θ大于Q时,智能家居声纹识别管理系统满足用户需要。
2.根据权利要求1所述的基于智能家居场景的声纹识别管理系统,其特征在于:所述智能家居用户声纹采集模块用于采集智能家居用户的声纹数据,基于拾音器对用户的声纹数据进行采集并存储,通过无线连接用户对智能家居下达的有效工作指令,控制智能家居按照预设的指令进行运行,并将有效的工作指令依次记为1、2、3…N。
3.根据权利要求1所述的基于智能家居场景的声纹识别管理系统,其特征在于:所述智能家居用户声纹处理模块用于对存储在数据库中的智能家居用户声纹数据进行分析,通过系统内部的声纹识别处理器,对智能家居语音指令发出者的身份进行鉴别,确认为智能家居授权用户后,基于声纹识别处理器把用户有效声纹数据转换成数字信息。
4.根据权利要求1所述的基于智能家居场景的声纹识别管理系统,其特征在于:所述智能家居人机交互模块用于智能家居终端设备对用户的数字信息指令和触摸指令进行接收,数字信息指令包括智能家居用户声纹数据转换后的指令和授权用户输入文本信息转换后的指令,触摸指令包括智能家居用户触摸次数、触摸频率和触摸位置中的任意一种或多种的组合,并基于用户需求对智能家居的工作流程进行设置。
5.根据权利要求1所述的基于智能家居场景的声纹识别管理系统,其特征在于:所述智能家居运行数据评定模块用于提取智能家居执行指数数据,并设置智能家居运行数据评定阈值Q,通过比较智能家居执行指数数据和智能家居运行数据评定阈值的大小,判断智能家居声纹识别管理系统是否需要重置,当θ小于等于Q时,对智能家居声纹识别管理系统重新设置,当θ大于Q时,智能家居声纹识别管理系统满足用户需要。
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