TW202022650A

TW202022650A - 基於語音控制設備的方法及控制終端設備

Info

Publication number: TW202022650A
Application number: TW107144498A
Authority: TW
Inventors: 莊郁強
Original assignee: 中華電信股份有限公司
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2020-06-16
Also published as: TWI689830B; CN111308921A

Abstract

本發明提供一種基於語音控制設備的方法及控制終端設備。控制終端設備配對於多個設備。所述方法包括：從電子運算設備接收文字控制訊息及設備資訊；對文字控制訊息執行語意分析操作，以取得對應於文字控制訊息的使用者意圖；基於電子運算設備的設備資訊計算電子運算設備的室內定位座標；基於環境資訊、使用者意圖、室內定位座標及前述設備的一設備清單從前述設備中找出目標設備及對應的控制指令；以及發送控制指令至目標設備，以控制目標設備基於控制指令調整目標設備的運作狀態。

Description

基於語音控制設備的方法及控制終端設備

本發明是有關於一種語音控制方法及其控制設備，且特別是有關於一種基於語音控制設備的方法及控制終端設備。

現今語音設備的控制大多需要預先設定相關參數，例如設備標籤、控制指令、預錄控制指令聲音檔案等，方能順利地讓使用者以語音對設備進行控制。然而，當使用者無法確定設備標籤名稱或相關指令時，即無法順利地進行語音控制。

有鑑於此，本發明提供一種基於語音控制設備的方法及控制終端設備，其可用於解決上述技術問題。

本發明提供一種基於語音控制設備的方法，適於配對於多個設備的一控制終端設備，包括：從一電子運算設備接收一文字控制訊息及電子運算設備的設備資訊，其中文字訊息係電子運算設備經辨識一語音控制訊號而得；對文字控制訊息執行一語意分析操作，以取得對應於文字控制訊息的一使用者意圖；基於電子運算設備的設備資訊計算電子運算設備的一室內定位座標；基於一環境資訊、使用者意圖、室內定位座標及前述設備的一設備清單從前述設備中找出一第一目標設備及對應的一第一控制指令；以及發送第一控制指令至第一目標設備，以控制第一目標設備基於第一控制指令調整第一目標設備的一第一運作狀態，其中第一運作狀態對應於使用者意圖。

本發明提供一種配對於多個設備的控制終端設備，包括儲存電路及處理器。儲存電路儲存多個模組。處理器耦接該儲存電路，存取該些模組以執行下列步驟：從一電子運算設備接收一文字控制訊息及電子運算設備的設備資訊，其中文字訊息係電子運算設備經辨識一語音控制訊號而得；對文字控制訊息執行一語意分析操作，以取得對應於文字控制訊息的一使用者意圖；基於電子運算設備的設備資訊計算電子運算設備的一室內定位座標；基於一環境資訊、使用者意圖、室內定位座標及前述設備的一設備清單從前述設備中找出一第一目標設備及對應的一第一控制指令；以及發送第一控制指令至第一目標設備，以控制第一目標設備基於第一控制指令調整第一目標設備的一第一運作狀態，其中第一運作狀態對應於使用者意圖。

基於上述，本發明所提出的基於語音控制設備的方法及控制終端設備，可讓使用者使用簡單自然語言進行操作，不需說出指定設備名稱、標籤或控制指令，即可在有多種設備的環境下正確選擇目標設備進行語音控制。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

請參照圖1，其是依據本發明之一實施例繪示的語音系統示意圖。如圖1所示，語音系統100包括控制終端設備10、電子運算設備20及設備301、302、…、30N。在不同的實施例中，電子運算設備20可以是手機、智慧型手機、個人電腦（personal computer，PC）、筆記型電腦（notebook PC）、網本型電腦（netbook PC）、平板電腦（tablet PC），或是任何具有麥克風等收音元件的裝置，但可不限於此。

在本發明的實施例中，控制終端設備10例如是一種控制裝置，其可透過不同的協定配對於設備301~30N。設備301~30N個別可以是配對於控制終端設備10的智慧型電器或是智慧家具，例如冷氣、暖氣、窗戶、門、風扇、燈具等，但可不限於此。

此外，在一實施例中，當控制終端設備10與各設備301~30N配對時，可一併地基於各設備301~30N的衛星定位訊號、藍牙訊號、無線網路訊號或其他類似的信號來透過室內定位技術計算各設備301~30N的室內定位座標。基此，控制終端設備10可得知各設備301~30N個別所在的室內位置（例如所在的房間、客廳等）。並且，控制終端設備10可將設備310~30N及其個別的室內定位座標記錄為一設備清單。

如圖1所示，控制終端設備10包括儲存電路11及處理器12。儲存電路11例如是任意型式的固定式或可移動式隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）、唯讀記憶體（Read-Only Memory，ROM）、快閃記憶體（Flash memory）、硬碟或其他類似裝置或這些裝置的組合，而可用以記錄多個程式碼或模組。

處理器12耦接於儲存電路11，並可為一般用途處理器、特殊用途處理器、傳統的處理器、數位訊號處理器、多個微處理器（microprocessor）、一個或多個結合數位訊號處理器核心的微處理器、控制器、微控制器、特殊應用集成電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、場可程式閘陣列電路（Field Programmable Gate Array，FPGA）、任何其他種類的積體電路、狀態機、基於進階精簡指令集機器（Advanced RISC Machine，ARM）的處理器以及類似品。

在本發明的實施例中，處理器12可載入儲存電路11中所記錄的程式碼或模組以執行本發明提出的基於語音控制設備的方法，以下將作進一步說明。

請參照圖2，其是依據本發明之一實施例繪示的基於語音控制設備的方法流程圖。本實施例的方法可由圖1的控制終端設備10執行，以下即搭配圖1所示的元件來說明圖2各步驟的細節。

在一實施例中，使用者可對電子運算設備20說出用於控制設備301~30N中的一或多者的語音控制訊號VS，而電子運算設備20可在接收到語音控制訊號VS之後，對語音控制訊號VS進行語音辨識而得對應的文字控制訊息TM。

在本發明的實施例中，使用者所說出的語音控制訊號VS可以是以自然語言表示的語句，例如一句用於描述當下感受的感受語句，且其中可不包括所欲控制設備的設備名稱及欲對此設備進行的具體控制行為。舉例而言，使用者所說出的語音控制訊號VS例如是「房間很悶熱」、「房間很冷」等，但本發明可不限於此。

在接收到語音控制訊號VS之後，電子運算設備20可相應地進行語音辨識而得到相關的文字控制訊息TM，例如「房間很悶熱」、「房間很冷」等。之後，電子運算設備20可將所得到的文字控制訊息TM發送至控制終端設備10。並且，電子運算設備20亦可將其自身的設備資訊發送至控制終端設備10。在不同的實施例中，電子運算設備20的設備資訊例如包括衛星定位訊號、藍牙訊號、無線網路訊號、感測器資訊（例如溫度、亮度、溼度等）等。

相應地，在步驟S210中，處理器12可從電子運算設備20接收文字控制訊息TM及電子運算設備20的設備資訊，並在步驟S220中對文字控制訊息TM執行語意分析操作，以取得對應於文字控制訊息TM的使用者意圖。舉例而言，當文字控制訊息TM為「房間很悶熱」時，處理器12可經由語意分析操作而得知使用者的意圖應是「房間降溫」。舉另一例而言，當文字控制訊息TM為「房間很冷」時，處理器12可經由語意分析操作而得知使用者的意圖應是「房間升溫」，但本發明可不限於此。

在步驟S230中，處理器12可基於電子運算設備20的設備資訊計算電子運算設備20的室內定位座標。在本實施例中，處理器12亦可基於電子運算設備20的設備資訊（例如衛星定位訊號、藍牙訊號及無線網路訊號等）執行室內定位技術以計算電子運算設備20的室內定位座標。基此，處理器12即可得知設備301~30N中的何者與電子運算設備20位於相同的室內空間（例如房間、客廳等）。

之後，在步驟S240中，處理器12可基於環境資訊、使用者意圖、電子運算設備20的室內定位座標及設備301~30N的設備清單從設備301~30N中找出第一目標設備及對應的第一控制指令。在不同的實施例中，上述環境資訊例如是由電子運算設備20提供的感測器資訊、由控制終端設備10自己提供的感測器資訊以及擷取自網路（例如天氣預報網站、空氣污染指標查詢網站等）的天氣資訊的至少其中之一，但可不限於此。

在一實施例中，處理器12可將上述環境資訊、使用者意圖、電子運算設備20的室內定位座標及設備301~30N的設備清單（其可包括各設備301~30N的室內定位座標）輸入至一設備比對預測模型，以由此設備比對預測模型找出第一目標設備及對應的第一控制指令。

接著，在步驟S250中，處理器12可發送第一控制指令至第一目標設備，以控制第一目標設備基於第一控制指令調整第一目標設備的第一運作狀態。

舉例而言，假設使用者意圖為「房間降溫」，電子運算設備20位於臥室，環境資訊包括外部溫度30度、雨天，臥室內溫度29度，而設備301~30N包括冷氣、電扇、窗戶、燈具、音響。在此情況下，處理器12可經由上述設備比對預測模型進行預測，進而從設備301~30N中選出同樣位於臥室的冷氣與窗戶，並根據冷氣與窗戶等設備的協定設定對應的控制指令，例如「開啟冷氣並設定為27度」及「關閉窗戶」等，來反應於使用者所說出的語音控制訊號VS而調整上述設備的運作狀態。

由上可知，即便使用者所說出的語音控制訊號VS及其對應的文字控制訊息TM中未包括具體要控制設備的設備名稱（例如「冷氣」、「窗戶」）及控制參數（例如「設定為27度」、「關閉」），本發明提出的終端控制設備仍可透過上述設備比對預測模型找出位於電子運算設備10附近的設備，並依據使用者意圖對這些設備進行相應的控制與調整。

在不同的實施例中，上述設備比對預測模型例如是透過傳統條件規則式（Rule-based）、機器學習演算法（例如：Regression、Decision Tree）或深度學習演算法來訓練而得的預測模型，但可不限於此。

請參照圖3，其是依據本發明之一實施例繪示的基於深度學習演算法來訓練設備比對預測模型的示意圖。在本實施例中，可先收集相關訓練用資料，例如不同使用者意圖（例如：房間燈光增強、室內降溫與用戶將進入睡眠等）、各設備的室內定位座標、使用者發送語音控制訊號時的電子運算設備的座標、收集的環境資訊（不同季節、溫度與時間的資訊）、室內的可控制或操作設備清單與其操作指令功能等（例如：冷氣溫度與強弱設定、風扇方向與強弱設定、燈光強弱等）、對應的使用者設備操作設定（例如：進房間時開啟燈光與亮度設定值、覺得熱時開啟風扇設定強度、睡眠時關閉燈光與房間門）等，但可不限於此。之後，可根據上述相關資料來建立如圖3所示的深度學習模型。

具體而言，可將使用者意圖、室內定位座標、環境資訊與設備清單作為輸入層310的輸入參數，設定隱藏層320為五層，每層設定512個節點，最後輸出層330參數為對應的設備操作設定參數。並且，可採用反向傳遞演算法求解出此深度學習模型的相關參數，進而產生設備比對預測模型。之後，可將實際使用者意圖、室內定位座標、環境資訊與設備清單作為特徵，輸入至上述設備比對預測模型，並根據計算出的最高已連線設備與其控制指令機率，來做為最佳的目標設備與其控制指令。

綜上所述，本發明所提出的基於語音控制設備的方法及控制終端設備，可讓使用者使用簡單自然語言進行操作，不需說出指定設備名稱、標籤或控制指令，即可在有多種設備的環境下正確選擇目標設備進行語音控制，從而提高使用者體驗與促進與電子設備語音控制普及。

此外，由於現今可遠端控制的設備眾多，因此在選擇目標設備時可能出現重複選項，若僅有使用者意圖，可能錯誤開啟或控制不適當的設備。基此，本發明的方法進一步結合定位技術、環境資訊擷取，並透過控制終端設備預先與設備進行連線，計算各設備與電子運算設備的距離，並根據環境相關資訊如溫濕度等，作為目標設備的預測特徵，由設備比對預測模型找出最佳目標設備與其控制指令，以準確控制使用者欲進行控制的設備，而控制終端預先與控制設備連線也可減少連線所造成的操作延遲，改善使用者體驗。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:語音系統10:控制終端設備11:儲存電路12:處理器20:電子運算設備301、302、…、30N:設備310:輸入層320:隱藏層330:輸出層S210~S240:步驟TM:文字控制訊息VS:語音控制訊號

圖1是依據本發明之一實施例繪示的語音系統示意圖。圖2是依據本發明之一實施例繪示的基於語音控制設備的方法流程圖。圖3是依據本發明之一實施例繪示的基於深度學習演算法來訓練設備比對預測模型的示意圖。

S210~S240:步驟

Claims

一種基於語音控制設備的方法，適於配對於多個設備的一控制終端設備，包括：從一電子運算設備接收一文字控制訊息及該電子運算設備的設備資訊，其中該文字控制訊息係該電子運算設備經辨識一語音控制訊號而得；對該文字控制訊息執行一語意分析操作，以取得對應於該文字控制訊息的一使用者意圖；基於該電子運算設備的該設備資訊計算該電子運算設備的一室內定位座標；基於一環境資訊、該使用者意圖、該室內定位座標及該些設備的一設備清單從該些設備中找出一第一目標設備及對應的一第一控制指令；以及發送該第一控制指令至該第一目標設備，以控制該第一目標設備基於該第一控制指令調整該第一目標設備的一第一運作狀態，其中該第一運作狀態對應於該使用者意圖。
如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該文字控制訊息未包括該第一目標設備的一設備名稱及用於控制該第一目標設備的該第一運作狀態的一控制參數。
如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該文字控制訊息僅包括該電子運算設備的使用者說出的一感受語句。
如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該第一目標設備與該電子運算設備位於同一個室內空間。
如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括：基於該環境資訊、該使用者意圖及該室內定位座標從該些設備中找出一第二目標設備及對應的一第二控制指令；以及發送該第二控制指令至該第二目標設備，以控制該第二目標設備基於該第二控制指令調整該第二目標設備的一第二運作狀態，其中該第二運作狀態亦對應於該使用者意圖。
如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該些設備的該設備清單記錄有各該設備的一設備位置，且基於該環境資訊、該使用者意圖、該室內定位座標及該些設備的該設備清單從該些設備中找出該第一目標設備及對應的該第一控制指令的步驟包括：將該環境資訊、該使用者意圖、該室內定位座標及該些設備的該設備清單輸入至一設備比對預測模型，以由該設備比對預測模型找出該第一目標設備及對應的該第一控制指令。
如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該環境資訊包括該電子運算設備上的感測器資訊、該控制終端設備上的感測器資訊以及擷取自網路的天氣資訊的至少其中之一。
如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該電子運算設備的該設備資訊包括該電子運算設備的衛星定位訊號、藍牙訊號及無線網路訊號的至少其中之一，且基於該電子運算設備的該設備資訊計算該電子運算設備的該室內定位座標的步驟包括：基於該電子運算設備的該設備資訊執行一室內定位技術以計算該電子運算設備的該室內定位座標。
一種配對於多個設備的控制終端設備，包括：一儲存電路，儲存多個模組；一處理器，耦接該儲存電路，存取該些模組以執行下列步驟：從一電子運算設備接收一文字控制訊息及該電子運算設備的設備資訊，其中該文字訊息係該電子運算設備經辨識一語音控制訊號而得；對該文字控制訊息執行一語意分析操作，以取得對應於該文字控制訊息的一使用者意圖；基於該電子運算設備的該設備資訊計算該電子運算設備的一室內定位座標；基於一環境資訊、該使用者意圖、該室內定位座標及該些設備的一設備清單從該些設備中找出一第一目標設備及對應的一第一控制指令；以及發送該第一控制指令至該第一目標設備，以控制該第一目標設備基於該第一控制指令調整該第一目標設備的一第一運作狀態，其中該第一運作狀態對應於該使用者意圖。