[发明专利]一种智能电器中的语音指令识别方法及识别系统

说明书

本发明涉及一种智能电器中的语音指令识别方法，包括以下步骤：S1、采用至少两个单向麦克风组成的具有方向性的阵列麦克风组采集智能电器周围的原始声音数据；S2、获取各单向麦克风的原始声音数据，将各原始声音数据进行指向性波束形成算法合成，得到增益的声音数据；S3、对声音数据进行处理，以获取声音数据中对应于语音指令各有效语音片段的首帧语音帧以及尾帧语音帧，进而分割出包括语音指令对应的各有效语音片段的有效语音指令信号；S4、提取有效语音指令信号的声纹特征，将有效语音指令信号的声纹特征与的各声纹特征进行比对，进而获取有效语音指令的识别结果。该方法能噪声影响小、计算资源小。本发明还涉及应用该方法的语音指令识别系统。

技术领域

本发明涉及一种智能电器技术领域，具体涉及一种智能电器中的语音指令识别方法，还涉及一种智能电器中的语音指令识别系统。

背景技术

随着技术的发展，语音识别在人机交互领域中的作用越来越重要，智能设备在人类的日常生活中得到了广泛的应用。目前的语音识别技术已能在一定程度上实现智能化设备的语音指令控制功能。

而在智能家电中，尤其是在厨房的应用场景下，可能存在炒菜等环境噪声，或非控制指令的说话声等无效语音。在现有的语音识别技术方案中，大多使用VAD语音端点检测方法来进行声音检测，环境噪声和无效语音也会被设备检测到并进行识别处理，从而造成浪费计算资源的问题，也会影响识别准确率。

同时，通常家电设备只需识别并执行某些固定的控制指令即可满足日常需求。而目前的语音识别技术为了得到更高的识别准确率，通常需要使用大量声音数据进行训练，因此产生浪费时间和计算资源的问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种智能电器中的语音指令识别方法，在实现较高语音识别准确率的前提下，有效地克服噪声影响和节约计算资源，减低设备成本，适用于资源受限的智能电器产品。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种识别准确率高且对计算资源要求低的智能电器中的语音指令识别系统。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：智能电器中的语音指令识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、采用至少两个单向麦克风组成的具有方向性的阵列麦克风组采集智能电器周围的原始声音数据；

S2、获取各单向麦克风的原始声音数据，将各原始声音数据进行指向性波束形成算法合成，得到增益的声音数据；

S3、对声音数据进行处理，以获取声音数据中对应于语音指令各有效语音片段的首帧语音帧以及尾帧语音帧，进而分割出包括语音指令对应的各有效语音片段的有效语音指令信号；

S4、提取有效语音指令信号的声纹特征，将有效语音指令信号的声纹特征与的各声纹特征进行比对，进而获取有效语音指令的识别结果。

优选地，声音数据的获取方法为：将两个单向麦克风面向用户使用方向设置在智能电器上，构成具有方向性的阵列麦克风组；

通过麦克风组采集智能电器周围的原始声音数据，分别得到音频采集数据帧frame1和frame2；

对音频采集数据frame1和frame2进行指向性波束形成算法合成，增强麦克风组正前方设定角度范围内的声音信号，并抑制其他方向的噪音信号，得到麦克风组增益的声音数据frame。

更准确地，语音指令信号的获取方法为：

对声音数据frame的各帧数据进行短时能量检测；如果声音数据frame中短时能量未超过设定能量阈值的数据为噪声数据；

如果声音数据frame中短时能量超过设定能量阈值的数据为非噪音数据；然后利用高斯模型计算非噪音数据中的各帧数据的六个子频带的似然比，同时计算六个子频带的似然比之和的和数据；