[发明专利]分布式物联网设备的全屋智能语音交互方法及其系统

说明书

本发明公开了分布式物联网设备的全屋智能语音交互方法及其系统，由分布式物联网设备通过其麦克风阵列实时采集语音信号，将语音增强信号、唤醒信息和麦克风阵列采集信号在频域上的变换和相关函数计算的结果发给语音交互控制中心，由语音交互控制中心仲裁和确定出需要进行唤醒响应用户的设备，同时清除其他分布式子设备的唤醒信息，并将该唤醒响应设备的用户语音命令通过通信连接发送到语音云端服务器进行识别、语义理解，根据语音处理结果下达相对应的控制命令和语音回复内容给到响应用户唤醒的物联网设备。本发明提高了分布式物联网设备唤醒的响应准确率，同时也提高了全屋智能语音交互的用户体验。

技术领域

本发明涉及人工智能语音技术领域，特别是分布式物联网设备的全屋智能语音交互方法及其系统。

背景技术

人工智能领域技术的不断发展，让语音识别的准确率不断得到提升，使得带语音交互的智能设备走进我们的日常生活。通过在智能设备中内置麦克风或麦克风阵列，可以实现让用户与智能设备进行近距离或具有一定距离的远场交互，但超过该距离范围，语音交互准确率会下降或甚至无法实现。现在很多带语音交互的智能设备分布在家庭环境中，如智能语音音箱放在客厅、智能台灯放在卧室等，设备间呈分布式放置，随着物联网的快速发展，将多种语音智能设备实现多设备互联是一个必然的技术趋势和智慧家庭的生活需求，在该场景下需要一种分布式物联网设备的全屋智能语音交互方法。现有技术中，分布式的物联网设备使用同一个唤醒词，当用户语音唤醒后，所有设备都响应了，无法判断应该由哪个设备响应用户的请求，严重影响了用户的使用体验。

发明内容

本发明为了解决上述问题，通过在本地局域网内对各个分布式物联网设备的唤醒信息进行仲裁决策，并快速决定与通知需进行唤醒响应的设备，降低网络延迟，提高了响应速度，同时也降低了分布式物联网设备的资源占用，节省了成本，有效解决家庭场景中多个语音输入设备互联、协同工作的问题，提高了分布式物联网设备唤醒的响应准确率，同时也提高了全屋智能语音交互的用户体验。

为此，根据本发明的一个方面，提供了分布式物联网设备的全屋智能语音交互方法，包括如下步骤：

S100:分布式物联网设备的每个子设备本地实时获取用户的语音，做语音唤醒判断；S200:每个语音唤醒命中的子设备计算麦克风阵列接收信号对应的频域变换和协方差矩阵；S300:在每个子设备上采用基于主成分特征向量的可控响应功率方式对协方差矩阵进行加权计算，得到可控响应功率函数；S400:在每个子设备上计算可控响应功率函数的平均值，该平均值用于表征对应的子设备接收用户语音信号的方位信息的强度；S500:语音交互控制中心将最大平均值对应子设备确定为响应用户唤醒的子设备,通知该子设备继续拾取用户语音命令,同时清除其他分布式子设备的唤醒信息,并向云端发起语音请求；S600:语音云端服务器实时执行语音识别、语义理解、对话管理和语音合成等操作处理用户语音命令,并将响应结果返回。本方法有效解决家庭场景中多个语音输入设备互联、协同工作的问题，实现了分布式物联网设备唤醒的响应准确率，同时也提高了全屋智能语音交互的用户体验。

在一些实施方式中，包括如下步骤：