嵌入式語音交互技術在智能家居中的應用

實現(xiàn)家居智能化一直是人們可望而不可及的夢想，它似乎始終停留在科幻電影中，卻從未真正走入過人們的現(xiàn)實生活。隨著生活質量的日益改善和生活節(jié)奏的不斷加快，人們的工作、生活日益信息化。信息化社會改變了人們的生活方式與工作習慣，使得家居系統(tǒng)的智能化成為一種消費需求，基于嵌入式語音交互技術的智能家居系統(tǒng)越來越被重視。

近年來，隨著嵌入式語音交互技術在物聯(lián)網(wǎng)中廣泛運用，以聽說為主的智能家居系統(tǒng)利用先進的計算機和網(wǎng)絡通訊技術、數(shù)字化語音交互技術將與家居生活有關的各種各樣的子系統(tǒng)，通過特定的網(wǎng)絡有機地結合在一起，通過科學管理，對住宅內的家用電器、照明燈光進行智能控制，并實現(xiàn)家庭安全防范，并結合其他系統(tǒng)為住戶提供一個溫馨舒適、安全節(jié)能、先進高尚的家居環(huán)境，讓住戶充分享受到現(xiàn)代科技給生活帶來的方便與精彩。

傳統(tǒng)的家居系統(tǒng)：

傳統(tǒng)的家居智能控制系統(tǒng)一般采用有線方式來組建，如同軸電纜、USB、CAN總線等。但有線網(wǎng)絡具有布線麻煩，可擴展性差等固有的缺點，限制了有線網(wǎng)絡技術在智能家居系統(tǒng)中的發(fā)展。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)，將無線網(wǎng)絡技術應用于家庭網(wǎng)絡己成為大勢所趨。這不僅僅因為無線網(wǎng)絡具有更大的靈活性、流動性，省去了布線的麻煩，更重要的是它符合家居控制網(wǎng)絡的通訊特點。無線家居網(wǎng)絡將人們生活與工作的廣袤空間濃縮于人類的雙手可以掌控的距離。然而隨著控制系統(tǒng)越來越復雜，操作界面越來越專業(yè)且復雜，普通非技術人員特別是老年人接受和使用的難度相當大，不但沒有為生活提供便利，反而成了一種新的負擔。而人機交互手段的局限，正是這種現(xiàn)象的根本原因。

基于硬件的本地化語音交互系統(tǒng)在智能家居系統(tǒng)中的獨特優(yōu)點：

近年來，我國一些高技術公司在語音交互技術領域取得了可喜的成果，在中文語音合成(TTS)和中文語音識別(EMASR)技術方面占得了市場先機，自主研發(fā)出了一大批語音交互軟硬件產(chǎn)品。這些國產(chǎn)先進語音芯片的問世，使小體積，低成本，高性能的本地化硬件語音交互控制產(chǎn)品成為可能?；谶@些芯片開發(fā)的語音交互控制系統(tǒng)，也就是語音人機交互系統(tǒng)，為中國的智能家居領域提供了非常理想的語音交互控制手段。而基于硬件的本地化語音交互系統(tǒng)在智能家居系統(tǒng)中有著自己的獨特優(yōu)點：

1、用戶的語音指令直接由本地硬件芯片處理，不必上傳到網(wǎng)絡，語音內容實時匹配實時刷新，不會被存儲和盜用，確保用戶的隱私不被侵犯;

2、系統(tǒng)體積小巧，價格低廉，不占用用戶系統(tǒng)的處理器和資源，非常容易嵌入與整合，可以做到隨需安裝，隨處安裝，不易受空間和環(huán)境限制;

3、識別精準迅速，語音清晰自然，操作簡便易學;

4、非特定人識別，無須錄音訓練;多種人聲音色，語速音調多變;關鍵詞表存儲，無需海量空間;拼音漢字描述，內容設定簡單。

典型的基于硬件本地化語音交互系統(tǒng)主要由語音合成(TTS)電路，語音識別(EMASR)電路，交互腳本引擎和設備控制接口等部分構成。

所謂智能語音產(chǎn)業(yè)，主要指通過語音合成技術和語音識別技術，為用戶提供各種服務的產(chǎn)業(yè)。一般來說，用戶只需要用說話的方式給服務終端發(fā)布命令，就能得到相應的服務。

下圖中是一些采用SYN6658的中文語音合成芯片，EMASR語音識別模塊，微處理器這三種國產(chǎn)高端集成電路實現(xiàn)的幾種中文語音交互系統(tǒng)實物。這些語音交互控制系統(tǒng)與周邊的射頻通信模塊，紅外控制模塊，環(huán)境感智模塊，內部總線模塊，網(wǎng)絡接口模塊，運動控制模塊，固態(tài)繼電器模塊，各種傳感器模塊以及執(zhí)行器模塊等一起，提供了完整的智能家居控制系統(tǒng)的組件群，通過靈活的搭配構成完整的智能家居系統(tǒng)。

圖注：實景演示模型