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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811646194.7 (22)申请日 2018.12.29 (71)申请人 深圳市力合微电子股份有限公司 地址 518000 广东省深圳市南山区西丽街 道高新技术产业园清华信息港科研楼 11楼1101 (72)发明人 刘鲲 刘元成 姚健 朱永 周贤志 易帆 (74)专利代理机构 深圳新创友知识产权代理有 限公司 44223 代理人 江耀纯 (51)Int.Cl. G10L 15/22(2006.01) G10L 15/26(2006.01) G10L 15/02(2006。
2、.01) H04B 3/54(2006.01) (54)发明名称 一种实现语音控制的方法 (57)摘要 本发明提供一种实现语音控制的方法， 包括 如下步骤： S1、 获取语音信号； S2、 将语音信号转 化为指令信号； S3、 将指令信号调制为可传输的 带通信号； S4、 使带通信号在电力线上进行传输； S5、 对带通信号进行信号解调； S6、 将S5中解调后 的信号转化为对应的控制信号； S7、 通过控制信 号对设备进行控制。 通过使处理后的语音信号在 电力线上进行传输， 实现对终端设备的控制， 可 以有效的扩大电器的控制方式和通讯方式， 增加 应用场景。 市面上使用的设备控制方式多为面板 。
3、控制， 通过语音的方式可以有效的解放双手， 使 得控制更加便捷和智能； 使用电力载波通讯技术 可以有效增加通讯覆盖范围， 补充现有的WIFI， 蓝牙， 红外等， 实现信号的越障传输， 保证通信有 效性。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 109637538 A 2019.04.16 CN 109637538 A 1.一种实现语音控制的方法， 其特征在于， 包括如下步骤： S1、 获取语音信号， 采集语音信号， 对语音信号做降噪处理， 获取语音信号语音信号采 集是为了获取到人发出的语音命令， 准确理解人说出的命令词； S2、 语音信号转化为指令信号， 通过语音编解码将降噪处理之后的语音。
4、信号识别为对 应的音节， 转化为指令信号， 语音信号转化为指令信号语音转化为对应的指令信号， 识别人 的命令意图。 2.根据权利要求1所述的一种实现语音控制的方法， 其特征在于， 还包括步骤： S3、 指令信号调制为可传输的带通信号， 将语音指令信号通过QPSK调制转化为带通信 号； S4、 将带通信号通过电力载波在电力线上进行传输， 使用电力载波进行传输， 使得接收 端能准确接收到载波中传递的语音信号。 3.根据权利要求2所述的一种实现语音控制的方法， 其特征在于， 还包括步骤： S5、 对带通信号进行解调， 带通信号解调， 还原出语音信号； S6、 将S5中解调后的信号转化为对应的控制信号。
5、， S5解调后的语音信号， 提取出有效的 指令信号， 转化为相应的控制信号， 发送给设备， 终端设备收到控制信号后， 对控制信号解 析， 做出相应的动作。 4.根据权利要求3所述的一种实现语音控制的方法， 其特征在于， 还包括步骤： S7、 通过 控制信号对设备进行控制， 设备收到数据后， 对数据指令解析， 做出相应的动作。 5.根据权利要求1所述的一种实现语音控制的方法， 其特征在于， 步骤S2为使用DSP内 置的硬件回声消除算法， 对语音信号做处理获得纯净的PCM码流。 6.根据权利要求1所述的一种实现语音控制的方法， 其特征在于， 步骤S2为指令信号按 照对应的协议组织成对应的数据。 7。
6、.根据权利要求2所述的一种实现语音控制的方法， 其特征在于， 步骤S3为通过QPSK正 交相移编码的方式将数字信号转化为带通信号， 通过信道进行传输。 8.根据权利要求1所述的一种实现语音控制的方法， 其特征在于， 步骤S2为包括： 对语 音编码数据进行音节元素拆分， 进行样本训练获得相应声学模型， 采用特征提取后， 利用隐 马尔科夫模型进行建模， 获得最大概率的语音流， 生成对应的文本， 并将文本其转化为对应 的指令信号， 然后输出对应的指令信号。 9.根据权利要求4所述的一种实现语音控制的方法， 其特征在于， 步骤S7为终端设备在 接收到控制信号后， 对控制信号解析， 进行相应的控制， 控。
7、制的状态通过处理转化为对应的 反馈信号， 再通过电力载波将反馈信号反馈到语音单元， 语音单元收到反馈信号后， 将反馈 信号转化为对应的语音指令， 并播报出当前设备端的控制状态。 10.一种计算机可读存储介质， 其存储有与计算设备结合使用的计算机程序， 所述计算 机程序可被处理器执行以实现权利要求1至9任一项所述方法。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 109637538 A 2 一种实现语音控制的方法 技术领域 0001 本发明涉及人工智能、 计算机和通信技术的交叉综合领域， 属于一种将语义信息 转化为对应信号并通过电力载波传输的控制技术， 特别涉及一种实现语音控制的方法。 背景技术 。
8、0002 当前语音技术快速发展， 应用场景越来越多样化， 其使用的通讯的手段主要是通 过WIFI， 蓝牙， 红外等通讯技术和外界设备进行信号交流， 从而实现设备控制。 同时语音入 口多采用在线语音识别， 对网络速率， CPU资源占用高， 且操作繁琐， 不能快速接入。 在家庭 使用中， 以上通讯技术均需要添加外部设备进行改造， 对设备信号有诸多要求和限制。 市面 上整体的技术方案中， WIFI需要网络接入， 蓝牙， 红外等距离不够， 穿墙性能不好， 安全性能 不高， 容易遭到破解， 接入过多的通讯模块会造成家庭中的无线设备增多， 带来信号的干扰 和辐射。 发明内容 0003 本发明的目的是为了解。
9、决现有技术中在当前的控制技术中， 多使用按键， 触摸来 进行控制， 使用WIFI， 蓝牙， 红外等传输控制信号， 但是这些控制方法和传输手段使得设备 局限强， 容易受外界环境干扰， 设备工作状态容易不稳定， 体验效果差， 使用场景要求较高 的问题， 提出一种实现语音控制的方法。 0004 本发明进一步解决在终端设备的距离远， 空间信号存在过多干扰， 物理空间存在 障碍等情况下， 提高终端设备在实际使用环境中的控制效果的问题。 0005 为解决上述技术问题， 本发明提出一种实现语音控制的方法， 包括如下步骤： S1、 获取语音信号； S2、 将语音信号转化为指令信号； S3、 将指令信号调制为可。
10、传输的带通信号； S4、 使带通信号在电力线上进行传输； S5、 对带通信号进行信号解调； S6、 将S5中解调后的信 号转化为对应的控制信号； S7、 通过控制信号对设备进行控制。 0006 进一步地， 添加载波通讯发射单元和接收单元， 通过现有的电力线进行信号传输。 0007 与现有技术相比， 本发明的有益效果有： 0008 通过使处理后的语音信号在电力线上进行传输， 实现对终端设备的控制， 可以有 效的扩大电器的控制方式和通讯方式， 增加应用场景。 市面上使用的设备控制方式多为面 板控制， 通过语音的方式可以有效的解放双手， 使得控制更加便捷和智能； 使用电力载波通 讯技术可以有效增加通。
11、讯覆盖范围， 补充现有的WIFI， 蓝牙， 红外等， 实现信号的越障传输， 保证通信有效性。 0009 进一步地， 通过语音识别发出控制信号， 通过载波来传输控制信号， 当现实环境 中， 需要使用到语音来控制远距离的终端设备， 且无线通信技术不成熟， 通过现有的电力线 的传输， 可提高终端设备在实际环境中的控制效果， 准确地控制终端设备的状态。 说 明 书 1/3 页 3 CN 109637538 A 3 附图说明 0010 图1为本发明实施例的系统框架图。 0011 图2为本发明实施例的低功耗PLC信号传输实现语音控制设备的流程图。 0012 图3为本发明实施例中语音信号转化为指令输出的流程。
12、图。 0013 图4为本发明实施例中PLC信号调制解调传输控制信号的流程图。 具体实施方式 0014 本发明下述实施例的创新原理点在于， 第一个区别当前设备控制中的面板， 按键， 红外等控制方法， 采用语音识别来实现控制信号的转化； 第二个在于使用PLC载波进行信号 传输， 区别于当前传输中使用的WIFI， 蓝牙， 红外等技术； 使用语音控制更加便捷和智能化， 使用载波传输可以有效增加控制距离， 避免信号干扰， 扩大应用场景。 0015 具体实施方式1 0016 如图1所示， 本发明基于PLC(Power Line Communication， 电力载波通信)技术实 现语音控制的方法来进行语音。
13、信号的远距离传输， 解决控制远距离设备时带来的不便， 增 加传输手段； 使用语音识别命令词来增加控制手段。 0017 如图2所示， 为整个工作过程原理， 通过低功耗来传输语音控制信号， 实现设备控 制的方法， 包括以下步骤： 0018 S1、 获取语音信号； 通过语音单元的麦克风采集语音信号， 使用降噪算法对语音信 号做降噪处理。 语音信号采集是为了获取到人通过语音发出的命令。 0019 S2、 语音信号转化为指令信号； 通过语音编解码将降噪处理之后的语音信号识别 为对应的音节， 转化为指令信号。 语音转为文字， 是将命令转化为对应的指令信号， 识别人 的命令意图。 0020 S3、 将指令信。
14、号调制为可传输的带通信号； 将语音指令信号通过QPSK(Quadrature Phase Shift Keying， 正交相移编码)调制转化为带通信号， 增强信号能量。 0021 S4、 将带通信号通过电力载波在电力线上进行传输； 使用电力载波进行传输， 使得 接收端能准确接收到载波中传递的语音信号。 0022 S5、 接收端对带通信进行解调； 带通信号解调， 还原出语音信号 0023 S6、 将S5中解调后的信号转化为对应的控制信号； 从S5解调后的信号中， 提取出有 效的指令信号， 转化为相应的控制信号， 发送给设备端。 0024 S7、 通过控制信号对终端设备进行控制； 终端设备收到控制。
15、信号后， 对控制信号解 析， 做出相应的动作。 0025 将其上述步骤可拆解为三大部分： 第一部分语音识别是控制信号传输的前提， 第 二部分电力载波通讯是传输的必要手段， 第三部分控制结果反馈是衡量传输手段和识别质 量的重要指标。 0026 如图3所示， 在语音信号转化为指令信号并输出的过程， 麦克风采集信号后， 需要 对获取的语音信号做降噪处理、 回声消除等， 比如： 采用旁瓣算法对信号做降噪处理， 使用 DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)内置的硬件回声消除算法对语音信号做 处理以获得纯净的PCM脉冲编码调制(Pulse-Code Modulation。
16、)码流， 进行语音的编解码。 对编码数据进行音节元素拆分， 通过大量的样本训练获得声学模型， 进行特征提取后， 使用 说 明 书 2/3 页 4 CN 109637538 A 4 隐马尔科夫模型进行语言模型上的建模， 输出对应的语音， 语音转化为对应的指令信号， 然 后输出对应的指令信号。 其中， 指令信号按照对应的协议进行编写， 形成完整的协议框架， 当需要添加命令或者增加控制设备时， 可以有效的对协议进行扩充， 不需要对现有协议做 过多修改。 0027 如图4所示， 包含了载波信号传输和信号反馈的过程。 语音单元数据的数据流， 在 电力载波载波两端中发送时， 载波接收单元的载波芯片会对信号。
17、进行调制。 载波信号调制 时， 通过QPSK正交相移编码(Quadrature Phase Shift Keying)的方式将数字信号转化为 带通信号， 通过某个信道进行传输， 使用带通信号可以增强信号的功率， 在传输前增强信号 的功率， 避免电力载波在传输的过程衰减过大， 避免使得接收端接收的信号过于弱小。 载波 接收单元对信号进行解调， 提出对应的数据， 数据转化为对应的指令， 通过载波发射单元发 送给终端设备。 终端设备在接收到控制信号后， 对控制信号解析， 进行相应的控制， 控制的 状态可以通过处理转化为对应的反馈信号， 再通过电力载波将反馈信号反馈到语音单元， 语音单元收到反馈信号后。
18、， 将其转化为对应的语音指令， 并播报出当前终端设备的控制状 态， 目的是为了语音单元可以播报出当前的设备状态。 0028 采用电力载波技术扩展通讯手段， 可以保证通讯过程中的稳定性和安全性， 不易 被破解， 不用考虑网络状况， 同时避免对家庭现有设备和线路进行大幅改造或则更换设备， 从而可以降低设备成本大幅度拓宽语音控制应用的场景和设备使用的安全性。 在语音入口 上采用离线的模块， 芯片的设计低成本， 低功耗， 同时还可以保证识别的准确率， 完善的命 令词使其具有一部分在线的体验效果， 完善的通讯协议机制， 可以快速扩展设备。 通过离线 语音加电力载波， 会使得智能家居的普及程度提高， 更好。
19、的改善生活品质。 0029 语音控制设备的优点在于： 语音控制设备有利于快速解放双手， 实现机器设备和 人之间的语音交流， 体现出智能控制的特点， 同时语音控制具有操作方便， 简单易上手， 对 于各个阶段的人群均适用， 语音控制有助于设备的智慧化程度的提高。 0030 使用电力载波信号传输的主要优点在于： 电力载波可以在现有的电力线布局中进 行信号的传输， 不需要进行线路改造， 同时电力线布局的特点可以使得信号可以迅速穿墙 越避， 穿插于各种金属设备之间， 不需要在家庭中添加额外的网络设备， 增加家庭的设备管 理负担。 说 明 书 3/3 页 5 CN 109637538 A 5 图1 图2 说 明 书 附 图 1/2 页 6 CN 109637538 A 6 图3 图4 说 明 书 附 图 2/2 页 7 CN 109637538 A 7 。