[发明专利]基于语音模糊识别技术的智能家居语音控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于智能家居控制系统技术领域，具体地，涉及一种基于语音模糊识别技术的智能家居语音控制系统及方法，利用语音控制，实现对智能家居系统中电气设备及场景模式等的自动化控制。

背景技术

智能家居系统经过多年的发展，至今已形成了种类齐全、稳定可靠的电气设备。但家用电气设备的种类繁多且生产厂家各不相同，这些不同的设备厂家又各自遵循不同的标准化接口协议进行产品研发和推广，目前市场上普及较多的如：EIB/KNX协议、MODBUS协议、BacNet协议、Lonworks协议、RTSP协议、HomeKit框架协议、AllJoyn框架协议、OIC框架协议等。这些协议或通讯框架适用于不同的硬件设备，在整体的家居自动化控制系统中，往往需要搭建多种多样的硬件设备进行功能实现。常见的如：MODBUS空调+EIB/KNX灯光+EIB/KNX智能面板+RTSP网络摄像头+Homekit手机APP。

这就使得家居自动化控制系统在建设过程中，必须通过支持多种不同协议框架的网关设备进行转发与控制，在此基础上，通过软件开发手段，对网关设备加入数据收集及处理的能力，可将其描述为“智能家居系统主机”，用户通过对接主机，即可实现对多种系统的集中智能化控制，系统逻辑关系如图1所示。

随着移动互联网技术及智能化手机的普及，当前市场上所销售智能化控制系统，在用户交互层主要采用手机APP的方式实现，如美国Savant,Crestron，国内小米、海尔等。APP风格大相径庭，但综其根本，可分为两类。

第一类，通过为不同类型的设备生成不同的交互控件，如空调的温度调节滑条、窗帘的开关停按键、监控摄像头的云台控制方向键等，来实现点按式控制。如图2所示。

此类系统实际上是将传统物理按键遥控器进行了手机APP模拟化，相比单一遥控器具备了集中控制的功能，但是操作过于复杂，同时带来了诸多问题，如不具备物理按键的触感，极易导致误操作；老人小孩的使用，有一定困难。

第二类，为解决APP点按式操作带来的问题，各别厂商推出了语音控制的解决方案，通过为不同类型的设备预制标准格式的语音控制指令，实现用户通过手机语音进行设备控制。这些厂商如：AppleHomekit(Siri)，AmazonEcho等。

此类系统基于STT(Speech to Text语音转文本)技术，采用了字符串匹配的形式，实现语音控制，其系统逻辑如图3所示。

STT技术需要对语音进行解析，转换对应文本信息，此类算法有较高的计算量需求，多通过构建云服务器，调用API的形式实现，此类技术(STT技术)目前世界范围内，主要有以下公司从事开发研究：国内如科大讯飞、云之声主要针对汉语(含方言)进行研究，国外如：Google,Amazon,IBM主要针对西语系(英语、法语、德语等)进行研究。

该方案同样也存在诸多问题：

1、因为需要将语音信号转换为对应的文本内容，因此对于解决跨语言、方言、口音等问题，具有极大的局限性；

2、对于整体系统来讲，除STT环节外，还需要在“字符串理解”环节，投入较大的开发量，从文本内容上，明确区分理解用户的需求：<打开/关闭><具体某房间><具体某设备>；

3、需要由系统设计人员预先配置语音控制的指令内容或规则，培训用户使用方法，对于规则外的语音指令(文本内容)无法理解、无法执行；

4、网络调用API对用户语音内容的隐私性，无法很好地确保；

5、对于系统安全性来讲，无法识别语音指令的输入人身份，只要指令内容STT识别正确，均会达到控制效果。

智能家居市场的发展，一定需要建立在便捷、高效的操控体验基础上。目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种基于语音模糊识别技术的智能家居语音控制系统及方法，该控制系统及方法应用于智能化家居系统的用户交互层，通过语音模糊识别技术，实现智能家居系统自学习功能，支持用户的自定义语音指令；解决跨语音、方言、口音识别问题；利用语音的特征向量提取实现声纹采集，识别说话人身份，提高系统安全性。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于语音模糊识别技术的智能家居语音控制系统，包括：

-样本采集模块，用于采集用户语音指令；