【摘要】：隨著人口老齡化問題的日益嚴(yán)重,越來越多的獨(dú)居老人需要照顧,護(hù)老、助老的服務(wù)機(jī)器人對(duì)人類生活的影響越來越大。同時(shí)隨著人們健康意識(shí)不斷提高,飲食健康逐漸成為人們?nèi)找骊P(guān)心的問題。科學(xué)合理的飲食不僅有利于保持身體健康,而且可以降低人們患癌癥、糖尿病、心臟病以及其他與年齡有關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn)。雖然現(xiàn)有服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用性、智能性得到了很大改善,可以通過定期的對(duì)話問答或穿戴設(shè)備為用戶建立健康檔案,但無法通過服務(wù)機(jī)器人的視覺或聽覺系統(tǒng)自動(dòng)收集飲食信息,忽略了飲食對(duì)人體健康的重大影響。為了進(jìn)一步提高服務(wù)機(jī)器人在健康管理方面的能力,本文從與人們生活息息相關(guān),且對(duì)人體健康影響較大的飲食出發(fā),利用服務(wù)機(jī)器人的聽覺系統(tǒng),主動(dòng)監(jiān)聽用戶的日常聊天對(duì)話,自主獲取用戶的飲食信息,為用戶調(diào)整其不良飲食結(jié)構(gòu)提供依據(jù),同時(shí)也為醫(yī)生制定適當(dāng)?shù)闹委熖幏健⑸钊肓私饧膊∨c飲食之間的關(guān)系提供參考。本文的主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:1)設(shè)計(jì)了針對(duì)不同表達(dá)模式的語音數(shù)據(jù)處理方法,用以獲取不同說話人的身份與語音表達(dá)內(nèi)容。首先對(duì)本文中所用到的聲紋識(shí)別、語音分割聚類和語音識(shí)別方法進(jìn)行了概述;然后基于不同表達(dá)模式的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了針對(duì)單人表達(dá)和多人對(duì)話的語音數(shù)據(jù)處理框架;依據(jù)服務(wù)機(jī)器人平臺(tái)運(yùn)算性能有限的特點(diǎn),選取了基于梅爾頻率倒譜系數(shù)和矢量量化算法的聲紋識(shí)別方法進(jìn)行了身份識(shí)別,同時(shí)設(shè)計(jì)了基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聲紋識(shí)別方法;最后提出了基于序列關(guān)系和身份特征的語音片段聚類方法,借助訓(xùn)練好的聲紋識(shí)別模型來代替相似度度量方法,對(duì)進(jìn)行語音片段聚類。2)提出了基于服務(wù)機(jī)器人聽覺的飲食構(gòu)成自主感知算法。首先基于國(guó)家食品分類辦法和日常表達(dá)行為模式,以人工收集與網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)的方式構(gòu)建了飲食信息詞庫(kù);然后以中文分詞、詞性和依存句法作為特征,提出了基于一階謂詞邏輯理論的單人表達(dá)與多人對(duì)話的飲食獲取推理定義,根據(jù)中文語言表達(dá)模式和對(duì)話中參與的人數(shù),分別設(shè)計(jì)出了基于單人表達(dá)與多人對(duì)話的飲食構(gòu)成感知推理算法。3)對(duì)本文所提算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)、集成,收集了訓(xùn)練和測(cè)試數(shù)據(jù),并進(jìn)行了性能測(cè)試與結(jié)果分析。搭建了服務(wù)機(jī)器人平臺(tái),使用Python與C編程語言對(duì)本文算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。首先測(cè)試得出了最優(yōu)聲紋識(shí)別效果的梅爾頻率倒譜系數(shù);然后針對(duì)本研究所出現(xiàn)的歧義性與欺騙性表達(dá)導(dǎo)致結(jié)果異常的情況,提出了改進(jìn)的評(píng)價(jià)指標(biāo);最后對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析與對(duì)比,測(cè)試結(jié)果表明,基于服務(wù)機(jī)器人聽覺的飲食構(gòu)成自主感知系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在家庭環(huán)境下,對(duì)不同表達(dá)模式飲食信息的準(zhǔn)確獲取,有良好的識(shí)別效果和魯棒性。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS201.4

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