【摘要】：隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,人機交互的方式也在不斷進步。從之前的手動控制到手機控制逐漸轉向人類最天然、自由、直接的語音交互方式。智能家居具有舒適健康、安全、高效等優(yōu)點,其發(fā)展方向之一也必為嵌入式語音感知識別控制。本文設計了一套基于語音感知的智能家居嵌入式控制系統(tǒng),系統(tǒng)在確認家庭成員的情況下,可以通過語音指令和家庭環(huán)境融合后控制居家設備。改善了目前智能家居中存在無確認操控人、決策因素單一等缺點。對語音信號進行預處理后,提取了Mel頻率倒譜系數(shù)特征向量;針對高斯混合模型參數(shù)估計時存在奇異陣的問題,使用修正EM算法進行優(yōu)化,實現(xiàn)了家庭成員的確認;通過高斯混合模型擬合語音隱含狀態(tài)觀測符號概率分布,利用隱馬爾可夫模型完成了語音指令識別。Linux操作系統(tǒng)下實現(xiàn)了音頻采集、家庭成員的確認和語音指令的識別。本文采用Cortex-A9的Tiny4412開發(fā)板作為硬件系統(tǒng)上位機,并移植Linux操作系統(tǒng)為軟件平臺,同時設計ZigBee無線傳感、控制網(wǎng)絡為下位機。在上位機移植ALSA音頻庫和本文研究的算法,實現(xiàn)音頻采集存儲、家庭成員的確認和語音指令的識別;下位機用來實時采集環(huán)境信息和對居家設施的無線控制。系統(tǒng)啟動后,首先通過語音確認家庭成員,然后語音指令識別結果和實時環(huán)境信息共同決策形成控制指令,上位機將控制指令通過串口發(fā)送至下位機,控制對應的居家設備。實驗條件下對系統(tǒng)進行測試分析,測試結果表明:系統(tǒng)可以在確認家庭成員的情況下,通過語音指令結合實時環(huán)境信息控制居家設施。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU855;TP273
【圖文】：

云計算、物聯(lián)網(wǎng)廣泛應用，這為智能家居的發(fā)展提供了政策支持。人工智能技術與語音識別技術快速融入智能家居領域，這為其發(fā)展提供了技術支撐，所以智能家居發(fā)展前景極其可觀，智能音箱已經(jīng)成為了這些技術的產(chǎn)物。對于智能家居以后的發(fā)展，2018 年兩會上百度公司董事長李彥宏這樣說：“智能音響，在以前只是一個小家電，今后會轉化為一個智能設備，能聽懂所有的話，理解要表達的意思，然后給用戶提供相應的服務，這就是人工智能，也是以后的發(fā)展趨勢”�？梢灶A計，以語音感知為基礎的智能家居是人們追求高質(zhì)量、便捷安全生活的必然趨勢。未來也向著以下兩方面發(fā)展：①語音交互式是基礎，通過語音去實現(xiàn)服務；②通過語音感知，系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境信息自學習完成適宜該成員的決策。1.3 課題主要研究內(nèi)容和組織結構1.3.1 課題主要研究內(nèi)容

內(nèi)蒙古工業(yè)大學碩士學位論文系統(tǒng)處于工作模式；離家模式場景一旦被選擇，系統(tǒng)將處于休眠狀態(tài)。（2）準確性。語音感知識別首先需要確保是家庭成員發(fā)出的語音指令，在此情況下需要一定程度的語音感知識別準確性。當然，任何系統(tǒng)都有一定的識別錯誤率，為了減少這些錯誤率，本文采用實時環(huán)境參數(shù)加以佐證，保證系統(tǒng)準確運行。（3）操作簡單。系統(tǒng)不需要手動或者手機 APP 去控制，而是通過家庭成員發(fā)出語音，系統(tǒng)去識別語音，進而去控制，達到人機最直接交互的目的。（4）低成本。在滿足系統(tǒng)功能要求的情況下，盡可能選擇性價比高的器件，減少成本。2.3 總體架構設計基于以上功能需求分析、設計原則，本文設計了基于語音感知的智能家居嵌入式控制系統(tǒng)，系統(tǒng)總體框架如圖 2-1 所示。

【參考文獻】

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本文編號：2736145