[发明专利]一种通过语音控制跑步机的装置

权利要求书

1.一种通过语音控制跑步机的装置，其特征在于，所述装置包括：

声音接收单元，用于通过麦克风接收用户发出的声音；

文字识别单元，用于将所述声音接收单元接收的声音转换为文字；

指令转换单元，用于将所述文字识别单元识别的文字转换为指令；

指令执行单元，用于跑步机对应的设备接收并执行所述指令转换单元转换的指令；

其中，所述文字识别单元，包括：

检测子单元，用于检测并提取接收的声音中的声音信息部分；

增强子单元，用于对声音信息部分进行增强处理，获取增强后的声音信息部分；

特征子单元，用于对增强后的声音信息部分进行特征提取，获取声音信息的特征参数；

识别子单元，用于根据所述声音信息的特征参数，获取相应的文字信息；

其中，所述增强子单元，对由检测子单元提取得到的声音信息部分进行增强处理，获取增强后的声音信息部分，具体为：

对声音信息部分进行快速傅里叶变换，获取声音信息部分的幅度谱f(r)，其中r表示频率；

对声音信息部分进行语音增强处理，采用的自定义的语音增强函数为：

式中，f_z(r)表示语音增强处理后声音信息部分的幅度谱，f(r)表示声音信息部分的幅度谱，|f(r)|²表示声音信息部分的功率谱，ω₁和ω₂表示可调节的增益效果调整因子，表示噪声的功率谱的估计，通过获取所述声音信息部分之前的无声部分的噪声功率谱获得，可表示为：其中表示对当前帧噪声功率谱的估计，表示前面帧的噪声功率谱的估计，Z_n(r)表示当前帧获得的噪声功率谱，表示当前帧噪声功率谱的权重，其中，噪声功率谱只在所述无声部分进行更新，在所述声音信息部分不进行更新；

对自定义滤波器的结果进行逆快速傅里叶变换，得到增强后的声音信息部分。

2.根据权利要求1所述的一种通过语音控制跑步机的装置，其特征在于，所述装置还包括：

降噪单元，用于对接收的声音进行降噪处理。

3.根据权利要求2所述的一种通过语音控制跑步机的装置，其特征在于，所述指令转换单元，包括：

对比子单元，用于将所述文字与预设的文字-指令数据库进行比对；

转换子单元，用于根据所述对比子单元的对比结果将文字转换为命令。

4.根据权利要求3所述的一种通过语音控制跑步机的装置，其特征在于，所述接收包括：通过蓝牙接收、通过串口接收、通过Zigbee接收、通过电子通信线路接收。

5.据权利要求1所述的一种通过语音控制跑步机的装置，其特征在于，所述特征子单元，对增强后的声音信息部分进行特征提取，获取声音信息的特征参数，具体为：

对增强后的声音信息部分进行分帧、加窗处理；

增强后的声音信息部分每一帧进行特征参数提取，具体为：

(1)依次选取声音信息部分中的每一帧进行快速傅里叶变换，获取频谱F_p(r)；

(2)将频谱F_p(r)转化为梅尔频率谱F_p(r‘)；

(3)采用下列自定义滤波器组获取语音指令信号的特征能量谱NL(i)，具体为：

式中，NL(i)表示滤波器组中第i个滤波器输出对应的特征能量谱NL(i)，i＝1,2,…,I，I表示滤波器组中滤波器的个数，F_p(r‘)表示转化到梅尔频率后得到的频谱，r‘表示梅尔频率，表示滤波器组中第i个滤波器的质心参数，其中表示中间量，HS_i、HH_i、HX_i分别表示滤波器组中第i个滤波器的上限、中心、下限，其中HH_i＝HS_i-1＝HX_i+1，

(4)对获取的特征能量谱NL(i)取对数，然后进行DCT离散余弦变换，获取DCT后的前I个系数作为本帧声音信息部分的I维语音特征参数；

重复步骤(1)至(4)直到获取增强后的声音信息部分每一帧的特征参数。