一种智能家居用离线语音控制方法及装置及存储装置与流程

本发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种智能家居用离线语音控制方法及装置及存储装置。

背景技术：

随着人工智能技术的发展，智能家居行业已经开始走进每个人的生活中，现有技术中的智能家居设备一般都会被整合到一个语音控制音箱中，例如现有的智能音箱的语音控制方案都采用了从服务端完成语音音频的解析，再形成命令完成对家具设备的控制；但是，这种方式一个明显的缺点-过于依赖网络，同时也存在网络攻击的风险。现有技术中缺少能够在智能设备端无需联网即可实现语音识别并控制的智能家居控制装置。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是如何实现在设备端对智能家居设备进行语音识别及控制，针对上述要解决的技术问题，现提出一种智能家居用离线语音控制方法及装置及存储装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能家居用离线语音控制方法，通过如下步骤实现对家具设备的个性化操作：

s01，用户根据需求对每个设备录制操作命令对应的音频，并将操作命令对应的音频与操作命令名称形成对应关系进行存储；

s02，将用户录入的音频通过频谱化变换生成频谱图，并根据频谱图上的特征点生成音频指纹数据；

s03，将步骤s02中得到音频指纹数据进行存储，同时将音频指纹数据与音频名称的对应关系进行存储；

s04，用户发出操作指令的语音，将用户发出的操作指令的语音的音频通过频谱化变换生成频谱图，并根据频谱图上的特征点生成音频指纹数据；

s05，在步骤s03存储的数据中进行查找，通过匹配方法匹配得到与步骤s04中的音频指纹数据最匹配的命令，根据命令操作对应的设备，完成对设备的个性化操作。

进一步的，所述步骤s02和s04中的频谱化过程为通过傅里叶变换生成频谱图。

进一步的，所述s02和s04中音频指纹数据生成的具体过程如下：

寻找频谱图上的峰值点，并通过遍历峰值点作为锚点，与相邻峰值点联合时间组成三维数组，生成指纹数据。

进一步的，所述步骤s05中的匹配方法具体过程如下：

提取存储的数据中与步骤s04中生成的音频指纹数据相同的数据，对匹配到的数据归属进行分类，通过匹配到的数量、帧数、时间差进行评分，得到分数最高的音频，查找出该音频对应的指令并执行。

本发明的另一个目的是提供一种智能家居用离线语音控制装置，其包括音频录入装置、存储装置和处理器，所述音频录入装置用于按照如权利要求1中的方法录入音频信息，所述存储装置用于存储音频信息、音频信息名称、音频指纹数据、操作命令与操作命令名称之间的对应关系、音频指纹数据与音频信息名称及音频信息名称与操作命令名称之间的对应关系的对应关系，所述存储装置中存储有实现如权利要求1中的方法的程序，所述处理器用于按照如权利要求1中的方法将音频信息转化为音频指纹数据、查找并匹配操作指令并控制对应的设备，所述处理器根据存储装置中存储的程序执行。

进一步的，该智能家居用离线语音控制装置还包括一声音播放装置，所述声音播放装置用于录入调试和播放提示音。

进一步的，所述设备设置有至少两个，所述设备之间通过蓝牙通信方式进行互联。

进一步的，所述音频录入装置通过一移动终端实现，所述移动终端与处理器通过蓝牙通信的方式连接。

本发明的再一个目的是提供一种存储装置，其内部存储有实现如权利要求1中的方法的程序。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在本地录入音频信息，并将音频信息在本地进行音频指纹化处理，并且在本地建立音频信息与控制命令之间的对应关系，通过本地对应关系查找匹配控制命令，可以实现在无网络本地智能控制智能家居设备，脱离了网络的限制，提高了安全性，并且响应时间端，较服务端的语音识别提升明显。

附图说明

图1为本发明中的智能家居用离线语音控制方法流程示意图；

图2为本发明实施例2中的智能家居用离线语音控制装置功能结构示意图。

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。

实施例1

如图1所示，本具体实施方式披露了一种智能家居用离线语音控制方法，通过如下步骤实现对家具设备的个性化操作：

s01，用户根据需求对每个设备录制操作命令对应的音频，并将操作命令对应的音频与操作命令名称形成对应关系进行存储；录入的操作命令音频可以采用个性化定制的方式，用户根据自己的习惯录入控制命令音频并与制定的操作命令名称建立对应关系。例如针对打开空调这一操作命令，可以录入包括打开空调、凉快一下、凉爽一下、好热啊、吹空调等个性语音。

s02，将用户录入的音频通过频谱化变换生成频谱图，并根据频谱图上的特征点生成音频指纹数据；音频指纹数据根据用户录入的音频数据生成，可以包括有多个音频。

s03，将步骤s02中得到音频指纹数据进行存储，同时将音频指纹数据与音频名称的对应关系进行存储；例如将打开空调、凉快一下、凉爽一下、好热啊、吹空调等个性语音音频的音频指纹数据分别与其自身的音频名称建立对应关系，同时控制命令的控制命令名称与控制命令之间的对应关系是一一对应的。即打开空调这一控制命令名称唯一对应打开空调这一控制命令。而在机器内部，由于打开空调、凉快一下、凉爽一下、好热啊、吹空调等个性语音音频名称与打开空调这一控制命令名称之间存在对应关系，因而打开空调、凉快一下、凉爽一下、好热啊、吹空调等个性语音音频同样对应打开空调这一操作命令。此外，本具体实施例中的所有存储过程均在用户端的存储设备中完成，例如可以在用户端设置一个存储器，将操作程序和音频信息、对应关系及控制命令均存储在该存储器内，通过存储器连接的控制装置对各个设备进行控制。此外，在本发明的其他具体实施方式中还可以设置有多个设别进行集成化管理，对于统一管理的情况，可以通过蓝牙通信的方式进行局域网的互联。此外，音频录入时也可以通过移动终端进行录入，例如手机，通过手机与处理器互联并将数据存储到存储器中实现音频录入。

s04，用户发出操作指令的语音，将用户发出的操作指令的语音的音频通过频谱化变换生成频谱图，并根据频谱图上的特征点生成音频指纹数据；该步骤为用户进行语音智能控制阶段，用户采用前期录入的个性控制语音中的任意一个进行控制智能设备，录入也可以通过用户端单独设置的语音录入识别器，该语音录入识别器可以设置各个设备上，从而可以方便快速执行。

作为优选的，所述步骤s02和s04中的频谱化过程为通过傅里叶变换生成频谱图，在本发明的其他具体实施方式中也可以采用其处理方法将音频信息转换为频谱图，例如梅尔普图取对数法等频谱图生成方法。

更为优选的，所述s02和s04中音频指纹数据生成的具体过程如下：

寻找频谱图上的峰值点，并通过遍历峰值点作为锚点，与相邻峰值点联合时间组成三维数组，生成指纹数据。可行的，在本发明的其他具体实施方式中也可以采用频谱图上的其他特征点组成多维数据，从而形成音频指纹数据。

s05，在步骤s03存储的数据中进行查找，通过匹配方法匹配得到与步骤s04中的音频指纹数据最匹配的命令，根据命令操作对应的设备，完成对设备的个性化操作。

优选的，所述步骤s05中的匹配方法具体过程如下：

提取存储的数据中与步骤s04中生成的音频指纹数据相同的数据，对匹配到的数据归属进行分类，通过匹配到的数量、帧数、时间差进行评分，得到分数最高的音频，查找出该音频对应的指令并执行。其中，数量、帧数、时间差进行评分规则可以是按照数量差值、帧数差值以及时间差值进行评分的，差值越小得分越高，总的评分则是三者的加权平均数。可行的，在本发明的其他具体实施方式中还可以采用其匹配方法，评分方法也可以根据其他评分方法进行。

本发明通过在本地录入音频信息，并将音频信息在本地进行音频指纹化处理，并且在本地建立音频信息与控制命令之间的对应关系，通过本地对应关系查找匹配控制命令，可以实现在无网络本地智能控制智能家居设备，脱离了网络的限制，提高了安全性，并且响应时间端，较服务端的语音识别提升明显。

实施例2

如图2的功能结构示意图，本具体实施方式披露了一种智能家居用离线语音控制装置，其包括音频录入装置、存储装置和处理器，所述音频录入装置用于按照如实施例1中的方法录入音频信息，所述存储装置用于存储音频信息、音频信息名称、音频指纹数据、操作命令与操作命令名称之间的对应关系、音频指纹数据与音频信息名称及音频信息名称与操作命令名称之间的对应关系的对应关系，可行的，上述存储的对应关系可以通过数据库的形式保存，从而便于查找，对应关系通过映射关系进行表达。

此外，存储装置中存储有实现如实施例1中的方法的程序，该处理器用于按照如实施例1中的方法将音频信息转化为音频指纹数据、查找并匹配操作指令并控制对应的设备，所述处理器根据存储装置中存储的程序执行。

作为优选的，音频录入装置、存储装置和处理器可以集成在一用户端用的箱体内，通过局域网通信的方式或连接端口与家居用智能设备连接。连接的智能设备可以有单个或多个。音频录入装置可以是传统的录音器等，其同时也是语音识别的录入装置。此外，该集成的箱体上还可以有指示灯或显示装置用于供用户设置时指示用。当然，其必然还应该包括用于提供工作电源的电源结构，此外，例如控制按键、通讯模块、连接端口、集成电路板等都应当是本领域技术人员能够想到的常规部件，本具体实施例中仅对解决技术问题的关键部件作详细描述，其他常规功能部件不做赘述。

可行的，在本具体实施里中，存储装置可以采用集成在电路板上的微型存储电路结构，处理器采用集成在电路板上的集成芯片处理器。并且上述部件在对单一智能设备进行控制时，产品可以直接集成在该设备内。从而可以大大节约空间，并且可以无需网络，在本地即可实现声音识别及智能控制，响应快，识别效果好。

实施例3

本具体实施例披露了一种智能家居用离线语音控制装置，其与实施例1的区别在于，该智能家居用离线语音控制装置还包括一声音播放装置，所述声音播放装置用于录入调试和播放提示音。可行的，该声音播放装置可以是一集成音响，在本发明的其他具体实施例中，该音响也可以作为播放音乐的设备，将其作为音响使用，其可以通过在电路上集成蓝牙模块，通过蓝牙模块与其他设备，例如手机连接进行播放音乐。

实施例4

本具体实施例披露了一种智能家居用离线语音控制装置，其与实施例1的区别在于，该装置连接有多个家居智能设备，多个设备之间通过蓝牙通信方式进行互联，具体的可以将多个设备的蓝牙模块互通形成一个基于蓝牙通信的局域网，当进行智能语音控制时，通过集成的处理器对各个设备进行控制。此外，区别还在于集成的控制装置中设置有蓝牙模块，其通过集成到电路板上，与其他设备一起结成蓝牙局域网。基于蓝牙通信方式组成局域网属于现有技术中的常规技术，本领域技术人员应当掌握，本发明中不做赘述，采用蓝牙集成多个设备，可以避免联网控制，不依赖网络路由，并且能够快速响应，不占用家庭网络通道。并且，可以通过集成进手机蓝牙的方式对设备继续进行控制或进行语音录入，方便实用，集成进手机进行控制时，其控制方式与现有技术中的普通智能音箱相同。在本发明中不做赘述，本领域技术人员应当知道如何进行设置并配置其他功能部件以实现手机控制。

实施例5

本具体实施例披露了一种智能家居用离线语音控制装置，其与实施例1的区别在于，该装置的音频录入装置通过一移动终端实现，该移动终端与处理器通过蓝牙通信的方式连接，通过在集成装置内设置蓝牙通信模块，移动终端通过该蓝牙与集成装置连接并通过移动终端录入语音，包括录制控制语音阶段的录入和识别阶段的录入。可行的，该移动终端可以是例如智能手机、平板、带蓝牙功能的笔记本电脑等。通过移动终端进行录入语音可以方便用户使用，并扩大语音控制距离，无需再设备前进行语音录入即可实现语音录入和控制。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

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