一种用于智能饮水机的声纹识别语音交互方法

技术领域

本发明涉及语音识别技术领域，具体涉及一种用于智能饮水机的声纹识别语音交互方法。

背景技术

随着语音识别技术的迅猛发展，语音识别技术已逐渐走进人们的生活。智能语音交互是基于语音输入的新一代交互模式，通过说话就可以得到反馈结果，智能语音交互系统在家居、车载、机器人、手机方面的应用更加方便了人们的生活。在智能网联终端中集成智能语音交互系统，驾驶员可通过语音操作智能网联终端执行打开关闭导航、多媒体、车载设置、接听拨打电话等以前需通过手动触摸按键执行的动作，现通过语音均可实现，因此通过语音交互方式可以解放双手使操作更加便捷。

但是，现有技术的语音交互如果应用在智能饮水机系统上，而语音交互方式一般为用户通过语音指令输入命令，智能饮水机需要通过对用户的语音指令进行反馈实现交互，不能对用户进行识别，实现智能化人性化服务。因此，亟需一种方案可以解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种用于智能饮水机的声纹识别语音交互方法，用以解决现有技术中不能对用户进行识别，实现智能化人性化服务的技术问题。

本发明提供一种用于智能饮水机的声纹识别语音交互方法，该方法包括：

获取用户的语音信号；

将所述语音信号输入至声纹模型中；

判断所述语音信号是否能被声纹模型识别；

若否，为所述语音信号对应的用户建立声纹ID，并基于所述声纹ID记录所述用户应用智能饮水机的习惯，将每个用户的声纹ID及对应的习惯记录在数据库中；

若是，基于所述声纹模型存储的声纹信息确定用户的声纹ID；

基于所述声纹ID确定用户应用智能饮水机的习惯，根据用户的习惯为用户提供智能饮水机的功能选择。

可选的，所述基于所述声纹ID记录所述用户应用智能饮水机的习惯，包括：

预设观察周期；

在所述观察周期内确定每天用水时间，以及对应每个用水时间所需的用水温度；

在所述观察周期内确定用户每天的用水日频率以及每周的用水周频率；

将用户每天在相同时间段所需的用水温度相同或用水规律相同的情况记录为用户应用智能饮水机的习惯，将用水日频率异常或用水周频率异常或每天出现的异常记录删除。

可选的，所述根据用户的习惯为用户提供智能饮水机的功能选择之后，包括：

结合国家膳食标准为用户的习惯进行健康评估；

根据健康评估值为用户制定合理的饮用水或茶饮的规划；

将制定的合理规划采用语音播报的方式提供给用户；

用户根据所述规划，更新相应的声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯。

可选的，每个智能饮水机对应有多个用户及多个声纹ID；

所述根据健康评估值为用户制定合理的饮用水或茶饮的规划，包括：

对所有用户的习惯进行健康评估，获得健康评估值；

将健康评估值低于预设阈值的用户进行标注；

将标注的用户作为提醒对象，提醒用户需要更改习惯并提供合理的饮用水或茶饮的规划，提醒用户完成规划。

可选的，所述基于所述声纹ID确定用户应用智能饮水机的习惯，根据用户的习惯为用户提供智能饮水机的功能选择之后，包括：

根据用户应用智能饮水机的习惯，为用户制定时间规划表；

依据所述时间规划表采用语音播报的方式提醒用户使用智能饮水机冲泡茶饮。

可选的，所述将每个用户的声纹ID及对应的习惯记录在数据库中之后，包括：

判断用户是否能够通过声纹识别；

若是，用户通过语音指令的方式更改或删除相应的记录在数据库中的声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯。

可选的，所述用户通过语音指令的方式更改或删除相应的记录在数据库中的声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯，包括：

用户采用语音交互的方式删除相应声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯；

用户采用语音交互的方式输入相应声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯。

可选的，所述智能饮水机上设置有显示屏，所述显示屏根据控制系统的控制显示相应的内容；

用户通过语音指令的方式向智能饮水机的控制系统发送指令；

所述控制系统通过语音识别技术对所述语音指令进行自动语音识别；

将所述语音识别的结果显示在显示屏上；

根据用户的语音指令做出相应的反馈，所述反馈采用语音播报的方式输出；

所述控制系统将反馈的信息转换为文字显示在所述显示屏上；

用户通过语音播报结合显示屏显示的文字与智能饮水机进行语音交互。

可选的，所述用户通过语音播报结合显示屏显示的文字与智能饮水机进行语音交互，包括：

判断用户是否选择冲泡的茶饮；

若是，判断用户是否是第一次选择该茶饮；

若是，在动画数据库中查找用户所选择的茶饮的动画；

将查找出的用户选择冲泡的茶饮的动画显示在显示屏幕上；

用户根据显示屏上的动画通过语音指令的方式选择是否需要冲泡该茶饮，若选择冲泡茶饮，在显示屏上显示冲泡茶饮的温度，并通过智能饮水机的出水口放出相应温度的水，若选择不冲泡茶饮，则返回至智能饮水机的待机状态。

可选的，所述将所述语音信号输入至声纹模型中之前，包括：

对所述语音信号进行降噪预处理；

所述降噪预处理的方法包括：

根据下述公式确定声源的方向角：

其中，

对该方向角的语音信号进行进一步去噪处理，采用下述公式确定语音信号中每帧信号的噪点值：

其中，T

将噪点值大于预设阈值的帧去除，保留帧的信号形成去噪后的语音信号。

本发明提供一种用于智能饮水机的声纹识别语音交互方法，采用本发明提供的方案解决了传统方式下直接语音控制智能饮水机，且用户在选择何种温度或何种茶饮时会需要考虑较长时间的问题，而本发明通过声纹识别技术可以直接对用户进行识别，并且还可以根据用户的习惯为用户提供可选选项，用户直接选择即可，因此，采用本发明提供的方案采用更智能化更人性化的方式为用户提供服务，提升用户体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种用于智能饮水机的声纹识别语音交互方法的流程图；

图2是本实施例中对语音信号进行降噪预处理的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本发明实施例提供了一种用于智能饮水机的声纹识别语音交互方法，图1为本发明实施例中一种用于智能饮水机的声纹识别语音交互方法的流程图，请参照图1，该方法包括以下步骤：

步骤S101，获取用户的语音信号；

步骤S102，将所述语音信号输入至声纹模型中；

步骤S103，判断所述语音信号是否能被声纹模型识别；若判断结果为否，则执行步骤S104，若判断结果为是，则执行步骤S105。

步骤S104，为所述语音信号对应的用户建立声纹ID，并基于所述声纹ID记录所述用户应用智能饮水机的习惯，将每个用户的声纹ID及对应的习惯记录在数据库中；

步骤S105，基于所述声纹模型存储的声纹信息确定用户的声纹ID；

步骤S106，基于所述声纹ID确定用户应用智能饮水机的习惯，根据用户的习惯为用户提供智能饮水机的功能选择。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是结合声纹识别技术，首先对用户的声纹进行识别，并建立声纹ID，所述声纹ID针对每个用户的唯一标识，用以表明用户的身份，所有后续中用户习惯的数据均是以声纹ID为依据进行建立形成的数据库。

用新用户没有建立声纹ID时，用户可以直接通过语音信号的方式使声纹模型建立相应的声纹ID，以便将用户使用智能饮水机的习惯以声纹ID为依据记录在相应的数据库中。

当用户为老用户时，由于声纹模型中已经有用户的声纹ID，智能饮水机可以通过对用户的声纹识别直接为用户提供选项，由于该用户的声纹ID对应有用户的习惯，通过为用户提供选项，以便用户做出选择，一般可以节省用户考虑的时间，也会提升用户体验。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案解决了传统方式下直接语音控制智能饮水机，且用户在选择何种温度或何种茶饮时会需要考虑较长时间的问题，而本实施例通过声纹识别技术可以直接对用户进行识别，并且还可以根据用户的习惯为用户提供可选选项，用户直接选择即可，因此，采用本实施例提供的方案采用更智能化更人性化的方式为用户提供服务，提升用户体验。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述基于所述声纹ID记录所述用户应用智能饮水机的习惯，包括：

预设观察周期；

在所述观察周期内确定每天用水时间，以及对应每个用水时间所需的用水温度；

在所述观察周期内确定用户每天的用水日频率以及每周的用水周频率；

将用户每天在相同时间段所需的用水温度相同或用水规律相同的情况记录为用户应用智能饮水机的习惯，将用水日频率异常或用水周频率异常或每天出现的异常记录删除。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是基于所述声纹ID记录所述用户应用智能饮水机的习惯的过程，记录用户的习惯也就是记录用户在一天内什么时间喝什么温度的水。由于不同茶饮所需冲泡水的温度不同，因此，在喝不同茶饮时需要调整智能饮水机出水的不同温度，因此，通过记录用户不同时间点喝不同的茶饮即可记录出用户使用智能饮水机的规律，该规律也可以认定为用户的习惯。

在记录用户习惯时，需要将个别的异常数据删除，防止异常数据干扰正常习惯中规律的形成。例如，偶尔一次，用户使用了与前一个月不同且后一周不同的使用记录，则这次记录可看作异常数据，可以进行删除处理。通过对用户习惯进行记录，方便智能饮水机根据用户习惯提供给用户相关推荐。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案通过记录用户习惯可以给用户提供相关推荐，而且该智能饮水机可以直接通过声纹识别技术直接对用户进行识别，再根据用户的习惯为用户提供可选选项，用户直接选择即可，因此，采用本实施例提供的方案采用更智能化更人性化的方式为用户提供服务，提升用户体验。

实施例3：

在实施例2的基础上，所述根据用户的习惯为用户提供智能饮水机的功能选择之后，包括：

结合国家膳食标准为用户的习惯进行健康评估；

根据健康评估值为用户制定合理的饮用水或茶饮的规划；

将制定的合理规划采用语音播报的方式提供给用户；

用户根据所述规划，更新相应的声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是通过用户习惯为用户进行健康评估，并且给用户个性化定制合理的饮用水或茶饮的规划，并且可以通过语音播报的方式提供给用户，以供用户选择是否更新相应的声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯。因此，采用本实施例提供的方案不但可以为用户提供饮用水服务，还可以根据用户习惯为用户提供合理的规划，保证用户身体健康。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案不但可以为用户提供饮用水服务，还可以根据用户习惯为用户提供合理的规划，保证用户身体健康。

另外，采用本实施例提供的方案解决了传统方式下直接语音控制智能饮水机，且用户在选择何种温度或何种茶饮时会需要考虑较长时间的问题，而本实施例通过声纹识别技术可以直接对用户进行识别，并且还可以根据用户的习惯为用户提供可选选项，用户直接选择即可，因此，采用本实施例提供的方案采用更智能化更人性化的方式为用户提供服务，提升用户体验。

实施例4：

在实施例3的基础上，每个智能饮水机对应有多个用户及多个声纹ID；

所述根据健康评估值为用户制定合理的饮用水或茶饮的规划，包括：

对所有用户的习惯进行健康评估，获得健康评估值；

将健康评估值低于预设阈值的用户进行标注；

将标注的用户作为提醒对象，提醒用户需要更改习惯并提供合理的饮用水或茶饮的规划，提醒用户完成规划。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是对多个用户的健康评估值进行排序，将低于预设阈值的用户进行单独标注，并将标注的用户作为提醒对象，提醒用户需要更改习惯并提供合理的饮用水或茶饮的规划，提醒用户完成规划。因此，根据用户习惯为用户提供合理的规划，保证用户身体健康。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案不但可以为用户提供饮用水服务，还可以根据用户习惯为用户提供合理的规划，保证用户身体健康。另外，采用本实施例提供的方案解决了传统方式下直接语音控制智能饮水机，且用户在选择何种温度或何种茶饮时会需要考虑较长时间的问题，而本实施例通过声纹识别技术可以直接对用户进行识别，并且还可以根据用户的习惯为用户提供可选选项，用户直接选择即可，因此，采用本实施例提供的方案采用更智能化更人性化的方式为用户提供服务，提升用户体验。

实施例5：

在实施例1的基础上，所述基于所述声纹ID确定用户应用智能饮水机的习惯，根据用户的习惯为用户提供智能饮水机的功能选择之后，包括：

根据用户应用智能饮水机的习惯，为用户制定时间规划表；

依据所述时间规划表采用语音播报的方式提醒用户使用智能饮水机冲泡茶饮。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是根据用户的习惯为用户提供智能饮水机的功能选择之后，根据用户应用智能饮水机的习惯，为用户制定时间规划表，依据所述时间规划表采用语音播报的方式提醒用户使用智能饮水机冲泡茶饮。为用户提供提醒服务，保证用户可以在自身习惯规律的时间内执行相应的操作，起到了监督督促用户的作用。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案解决了传统方式下直接语音控制智能饮水机，且用户在选择何种温度或何种茶饮时会需要考虑较长时间的问题，而本实施例通过声纹识别技术可以直接对用户进行识别，并且还可以根据用户的习惯为用户提供可选选项，用户直接选择即可，因此，采用本实施例提供的方案采用更智能化更人性化的方式为用户提供服务，提升用户体验。

实施例6：

在实施例1的基础上，所述将每个用户的声纹ID及对应的习惯记录在数据库中之后，包括：

判断用户是否能够通过声纹识别；

若是，用户通过语音指令的方式更改或删除相应的记录在数据库中的声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是当用户的声纹识别通过后，可以对智能饮水机控制系统的数据库中的的声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯数据进行更改或删除，以保证的时效性和准确性。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案可以保证智能饮水机控制系统中记录的用户的习惯数据的时效性和准确性，并且用户可自行对自己的数据进行更改和删除，且通过语音交互的方式实现，一方面操作简单，另一方面也体现用户操作的自由性。

此外，采用本实施例提供的方案解决了传统方式下直接语音控制智能饮水机，且用户在选择何种温度或何种茶饮时会需要考虑较长时间的问题，而本实施例通过声纹识别技术可以直接对用户进行识别，并且还可以根据用户的习惯为用户提供可选选项，用户直接选择即可，因此，采用本实施例提供的方案采用更智能化更人性化的方式为用户提供服务，提升用户体验。

实施例7：

在实施例6的基础上，所述用户通过语音指令的方式更改或删除相应的记录在数据库中的声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯，包括：

用户采用语音交互的方式删除相应声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯；

用户采用语音交互的方式输入相应声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是用户采用语音交互的方式删除相应声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯，并且，用户采用语音交互的方式输入相应声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯。可以对智能饮水机控制系统的数据库中的的声纹ID对应的用户应用智能饮水机的习惯数据进行更改或删除，以保证的时效性和准确性。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案可以保证智能饮水机控制系统中记录的用户的习惯数据的时效性和准确性，并且用户可自行对自己的数据进行更改和删除，且通过语音交互的方式实现，一方面操作简单，另一方面也体现用户操作的自由性。

实施例8：

在实施例1的基础上，所述智能饮水机上设置有显示屏，所述显示屏根据控制系统的控制显示相应的内容；

用户通过语音指令的方式向智能饮水机的控制系统发送指令；

所述控制系统通过语音识别技术对所述语音指令进行自动语音识别；

将所述语音识别的结果显示在显示屏上；

根据用户的语音指令做出相应的反馈，所述反馈采用语音播报的方式输出；

所述控制系统将反馈的信息转换为文字显示在所述显示屏上；

用户通过语音播报结合显示屏显示的文字与智能饮水机进行语音交互。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是在智能饮水机上设置显示屏，并且通过语音识别技术对所述语音指令进行自动语音识别，将所述语音识别的结果显示在显示屏上，根据用户的语音指令做出相应的反馈，所述反馈采用语音播报的方式输出，所述控制系统将反馈的信息转换为文字显示在所述显示屏上，用户通过语音播报结合显示屏显示的文字与智能饮水机进行语音交互。通过语音自动识别技术可以将语音信号直接转换成文本，并且将文本显示在显示屏上，方便用户检查所识别的信息是否准确，并且通过视觉和听觉两方面确认信息的准确性，防止语音识别中出现误识别的问题给用户造成不必要的损失。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例通过的方案可以通过自动语音识别技术将语音信号转换为文本并展示在显示屏上，用户可以对智能饮水机反馈的信息以及用户语音输入的信息进行确认或反馈，保证信息传输的准确性。提高智能饮水机的语音交互质量，进而提升用户体验。

另外，采用本实施例提供的方案解决了传统方式下直接语音控制智能饮水机，且用户在选择何种温度或何种茶饮时会需要考虑较长时间的问题，而本实施例通过声纹识别技术可以直接对用户进行识别，并且还可以根据用户的习惯为用户提供可选选项，用户直接选择即可，因此，采用本实施例提供的方案采用更智能化更人性化的方式为用户提供服务，提升用户体验。

实施例9：

在实施例8的基础上，所述用户通过语音播报结合显示屏显示的文字与智能饮水机进行语音交互，包括：

判断用户是否选择冲泡的茶饮；

若是，判断用户是否是第一次选择该茶饮；

若是，在动画数据库中查找用户所选择的茶饮的动画；

将查找出的用户选择冲泡的茶饮的动画显示在显示屏幕上；

用户根据显示屏上的动画通过语音指令的方式选择是否需要冲泡该茶饮，若选择冲泡茶饮，在显示屏上显示冲泡茶饮的温度，并通过智能饮水机的出水口放出相应温度的水，若选择不冲泡茶饮，则返回至智能饮水机的待机状态。

上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是用户通过语音播报结合显示屏显示的文字与智能饮水机进行语音交互的过程，可以将用户选择冲泡的茶饮的动画显示在显示屏幕上，用户根据显示屏上的动画通过语音指令的方式选择是否需要冲泡该茶饮，若选择冲泡茶饮，在显示屏上显示冲泡茶饮的温度，并通过智能饮水机的出水口放出相应温度的水，若选择不冲泡茶饮，则返回至智能饮水机的待机状态。通过在显示屏幕上显示动画的方式，提高互动的趣味性，提升用户体验。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过在显示屏幕上显示动画的方式，提高互动的趣味性，提升用户体验。并且，采用本实施例提供的方案解决了传统方式下直接语音控制智能饮水机，且用户在选择何种温度或何种茶饮时会需要考虑较长时间的问题，而本实施例通过声纹识别技术可以直接对用户进行识别，并且还可以根据用户的习惯为用户提供可选选项，用户直接选择即可，因此，采用本实施例提供的方案采用更智能化更人性化的方式为用户提供服务，提升用户体验。

实施例10：

在实施例1的基础上，所述将所述语音信号输入至声纹模型中之前，包括：

对所述语音信号进行降噪预处理；

图2是本实施例中对语音信号进行降噪预处理的方法流程图，请参照图2所示，所述降噪预处理的方法包括以下步骤：

步骤S201，根据下述公式确定声源的方向角：

其中，

步骤S202，对该方向角的语音信号进行进一步去噪处理，采用下述公式确定语音信号中每帧信号的噪点值：

其中，T

步骤S203，将噪点值大于预设阈值的帧去除，保留帧的信号形成去噪后的语音信号。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：本实施例采用的方案是对语音信号进行降噪预处理的过程，通过将麦克风阵列获得语音信号，并确定语音信号的声源的与麦克风阵列的夹角，确定用户所在的位置，并将该角度的语音信号进行进一步去噪处理，采用噪点值计算的方式确定每一帧的噪点值，当噪点值大于预设阈值时，将该帧信号去除，保留帧的信号形成去噪后最终的语音信号。

通过对语音信号进行降噪处理，提升语音信号的质量，保证输入声纹识别模型时的声纹识别的准确性和高效性，为后续语音识别提供基础。

另外，采用本实施例提供的方案解决了传统方式下直接语音控制智能饮水机，且用户在选择何种温度或何种茶饮时会需要考虑较长时间的问题，而本实施例通过声纹识别技术可以直接对用户进行识别，并且还可以根据用户的习惯为用户提供可选选项，用户直接选择即可，因此，采用本实施例提供的方案采用更智能化更人性化的方式为用户提供服务，提升用户体验。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。