[发明专利]一种幼儿智能音箱及其交互方法

说明书

本发明提供了一种幼儿智能音箱及其交互方法，包括音箱本体，音箱本体内设置中央处理器、存储器和网络连接器，音箱本体的表面设置显示屏，中央处理器内设置语音采集模块、幼儿声纹采集模块、唤醒模块、输出模块和智能控制模块，存储器内设置存储模块，输出模块通过电路连接显示屏，智能控制模块电控连接语音采集模块、幼儿声纹采集模块、唤醒模块、存储模块和输出模块；语音采集模块用于成人语音信息的采集；幼儿声纹采集模块用于幼儿语音信号采集；唤醒模块用于语音唤醒智能音箱；输出模块用于响应用户指令，输出模块的输出内容包括声音和视频；智能控制模块用于成人语音识别、幼儿语音识别、用户指令响应和幼儿唤醒词动态添加。

技术领域

本发明涉及语音识别技术和人工智能技术领域，特别是一种幼儿智能音箱及其交互方法。

背景技术

随着人工智能技术的成熟和语音识别技术的发展，智能音箱已开始渗透到人们的日常生活当中。智能音箱不仅具备传统语音设备播放音频、视频功能，还具备了智能化、交互、控制等功能。目前市场流行的音箱具备了良好的交互性和智能性，但是对刚学会说话不久的幼儿体验效果差，比如唤醒词过长、不能正确识别幼儿指令等。

神经网络模拟人脑结构的思维功能，具有较强的自学习和联想功能，精度较高，人工干预少，对专家知识的利用也较少。典型的神经网络架构包含一个输入层、一个或多个隐藏层和一个输出层。元启发式算法由于能在多维搜索空间中找到全局解，在神经网络的参数训练中得到了广泛的应用。但是神经网络也存在着易陷入局部最优、精度低、学习速度慢等固有缺陷。现有智能音箱的处理器性能一般，数据处理能力差。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过改进算法优化神经网络参数，智能分辨成人唤醒或幼儿唤醒的幼儿智能音箱及其交互方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：幼儿智能音箱，包括音箱本体，所述音箱本体内设置中央处理器、存储器和网络连接器，所述音箱本体的表面设置显示屏，其特征在于，所述中央处理器内设置语音采集模块、幼儿声纹采集模块、唤醒模块、输出模块和智能控制模块，所述存储器内设置存储模块，所述输出模块通过电路连接所述显示屏，所述智能控制模块电控连接所述语音采集模块、幼儿声纹采集模块、唤醒模块、存储模块和输出模块；所述语音采集模块用于成人语音信息的采集，所述语音采集模块包含多个单人语音采集模块；所述幼儿声纹采集模块用于幼儿语音信号采集；所述唤醒模块用于语音唤醒智能音箱，所述唤醒模块包括成人唤醒模块和幼儿唤醒模块；所述存储模块用于存储成人语音识别信息、唤醒词、幼儿常用指令、幼儿历史浏览信息和缓存数据；所述输出模块用于响应用户指令，所述输出模块的输出内容包括声音和视频；所述智能控制模块用于成人语音识别、幼儿语音识别、用户指令响应和幼儿唤醒词动态添加；网络连接器用于将智能设备连接互联网。

在上述的幼儿智能音箱中，多个所述单人语音采集模块具体包括第一成人管理员语音采集模块、第二成人管理员语音采集模块、第三成人管理员语音采集模块、第四成人管理员语音采集模块、第五成人管理员语音采集模块和第六成人管理员语音采集模块。

语音采集模块一共可以采集六个成年人(幼儿父母、爷爷奶奶、姥爷姥姥)的语音信息，并通过智能控制模块进行识别训练后，这六个成年人即可控制幼儿操纵智能音箱的权限。

幼儿智能音箱的交互方法，包括以下内容：

A、对成人语音识别的方法：

1)、输入成人样本语音；

2)、MFCC特征参数提取；

3)、构建神经网络模型；

4)、输入成人训练语音；

5)、MFCC特征参数提取；

6)、通过步骤3)构建好的神经网络模型进行神经网络语音识别训练，其训练方法如下：

a、输入语音特征参数训练和测试数据；