用于智能家居语音识别系统设计

仪器科学与电气工程学院

本科毕业论文（设计）开题报告题目：用于智能家居的语音识别系统设计

学生姓名：学号：

专业：电气工程及其自动化

指导教师：讲师

2015年1月3日

1. 选题依据

1.1选题背景

语言作为人类信息交流中最重要的和最方便的方式,人与机器的交流能否像人与人一样自如,是人们研究的问题。控制论创始人维纳在1950年就曾指出:“通常,我们把语言仅仅看作人与人之间的通信手段,但是,要使人向机器,机器向人以及机器向机器讲话,那也是完全办得到的”。

随着现代科学技术的进一步发展和人民生活水平不断的提高,人们对家庭住宅需求的概念也发生了彻底的改变。人们正在从以往追求房屋空间的宽阔和装饰的亮丽、豪华,向着追求品味、安全、舒适、便捷和智能方向发展。现在的家庭不仅要满足人们生活、工作、娱乐和交流的需要,同时还可以提供充分的安全防护、物业管理等手段。智能家居是建筑艺术、生活理念与信息技术、电子技术等现代高科技手段完美结合的产物,它的出现满足了人们对住宅高性能、智能化的要求21世纪信息时代的到来,IT产业的发展和人们生活水平的提高,“智能家居”、“家庭自动化”、“网络家电”、“家庭网络”等技术的推动,智能家居的生活已经近在咫尺。

在智能家居中传统的家用电器的控制,无外乎两种控制方式:手动或遥控。随着家用电器的增多,开关和遥控越来越多,使用极不方便。这时,我们可以釆用语音识别的方式控制,例如,在观看电视频道时,我们可以很方便地直接说出“中央一套”来,所以语音识别及控制在智能家居中尤其重要。

1.2国内外研究现况

1、语音识别技术的发展

就技术而言，目前国内外对语音识别理论及各种实用算法的研究是一热点。人们普遍关心的问题是不断提高语音识别的识别率、识别更多的词汇量、扩大语音识别的应用等研究。语音识别技术发展到今天，PC 机的语音识别系统己经趋于成熟，而且还出现了一些具有实用价值和市场语音识别前景的语音识别芯片。近几年来，个人消费类电子产品的广泛使用，使大量的识别系统从实验室 PC 平台转移到嵌入式平台设备中，现在嵌入式对特定人语音识别系统的识别精度己经达到 98%以上。嵌入式语音识别系统和 PC 机的语音识别系统相比，虽然其运算速度和内存容量有一些限制，但是它也有各自的特点。嵌入式系统体积小、可靠性高、耗电低、投入小、便于移动等优点，是嵌入式语音识别系统和 PC 机的语音识别系统相比的最大优势。而且嵌入式语音识别系统多为实时系统，当用户讲话后，系统能够立即完成词条识别并作出反应。这些特点决定了嵌入式语音识别系统的应用十分广泛。可以预测在近几年内，嵌入式语音识别系统的应用将更加广泛。各种语音识别系统将出现在市场上。根据美国专家预测，具有语音识别功能的产品可达 50 亿美元。在短期内还不可能具

有和人相比拟的语音识别系统，要建成这样一个系统仍然是人类面临的一大挑战，我们正一步步朝着改进语音系统的方向迈进。

我国语音识别研究工作一直紧跟国际水平,国家也很重视,并把大词汇量语音识别的研究列入“863”计划,由中科院声学所、自动化所及北京大学等单位研究开发,取得了高水平的科研成果,如中科院自动化所研制的非特定人、连续语音听写系统和汉语语音人机对话系统,其字准确率或系统响应率可达 90 %以上。鉴于中国未来庞大的市场,国外也非常重视汉语语音识别的研究。美国、新加坡等地聚集了一批来自大陆、台湾、香港等地的学者,研究成果已达到相当高水平。

2、智能家居的发展

智能家居起源于上世纪80年代的美国,在上世纪末来到中国,经过十几年的发展,特别是伴随住宅产业的进步,智能家居在中国己经显出春笋出露的局面。当家庭智能网关将家庭中各种各样的家电通过家庭总线技术连接在一起时,就构成了功能强大、高度智能化的现代智能家居系统。

在国内,智能家居作为一项新兴产业,发展前景毋庸置疑。在2011年;建设部出台的规划中,也表示未来60%以上的新房都具有一定的“智能型家居”功能；显然，智能家居正在形成一种产业,蕴含着巨大的市场潜力。目前的智能家居主要采用国外的一些技术和产品,当然也有一些企业推出自己的产品。例如,海尔公司的“e家庭”和清华同方的“e-home数字家园”。

3、发展趋势

语音识别技术是非常重要的人机交互技术，有着非常广泛的应用领域和市场前景。应用语音的自动理解和翻译，可消除人类相互交往的语言障碍。通信技术的飞速发展，语音识别技术将为网上会议、商业管理、医药卫生、教育培训等各个领域带来极大的便利。目前语音识别系统主要应用有以下几方面：高档智能玩具(比如能和儿童交流的语音娃娃、声控玩具汽车等)、汽车电子语音导航系统（通过语音实现地名和各种命令的输入）、汽车免提电话（语音拨号），家电语音智能控制（比如空调、冰箱、消毒柜、洗衣机、电灯等）、手机（比如语音拨号）、PDA 等。

4、存在问题

（1）目前使用的语言模型只是概率模型，所以准确性不会达到百分百；

（2）语音识别受特定人、口音或者方言的影响；

（3）环境杂音或者噪音对语音识别效果影响较大。

2.课题基本内容

2.1课题目标

以智能家居控制的语音识别为应用背景，利用嵌入式系统开发板硬件平