一种车载声纹控制装置及方法与流程

本发明属于智能语音控制领域，具体来说是一种车载声纹控制装置及方法。

背景技术：

在当今人工智能高速发展的形势下，随着人们对车辆性能和安全要求的不断提高，汽车控制系统越来越人性化、智能化，语音控制作为新的控制手段逐步受到人们的重视。

车辆驾驶人在开关车门、后备箱时，尤其是双手占用时，比如：当车主在携带较多物品往车辆放置时，难免需要腾出手或者先放置物品后再开车门或后备箱，手动操作比较费时费力。

在安全性能上，现今的车辆车载设备都为手动接触式控制，在汽车行驶时如果需要控制车载设备的空调、音乐、照明灯、天窗等开关，需要将视线转移到控制面板上进行相应的操作，不仅不方便操作，在驾驶过程中这样的行为增加了驾驶的危险性。

技术实现要素：

为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种车载声纹控制装置及方法，解决了车主需要根据自己的需求手动操作相应的车辆部件的问题，此外，本发明专利提供了语音和声纹的双重服务，可以辨别车主的身份，避免车辆的声纹系统被车主以外的人唤醒。

本发明提供的车载声纹控制装置，所述装置包括：

声纹存储模块，用于预先注册并储存用户的第一声纹特征；

声纹采集模块，用于采集并提取用户的语音信息中的第二声纹特征；

声纹识别模块，将所述声纹采集模块提取的第二声纹特征与所述声纹存储模块储存的第一声纹特征进行比较；

车载控制模块，所述声纹识别模块将比较信息传递至所述车载控制模块，所述车载控制模块进行相应动作。

优选地，所述装置还包括声纹强化模块，所述声纹强化模块接受来自声纹存储模块传输的第一声纹特征信息，并对接收的第一声纹特征进行强化。

优选地，所述装置还包括麦克风组件，与所述声纹采集模块连接，用于收集用户传输的语音。

优选地，所述声纹识别模块还包括声纹比较模块，所述声纹比较模块用于接收并比较第一声纹特征和第二声纹特征。

优选地，所述装置还包括指令识别模块，所述车载控制模块接收所述声纹识别模块的处理信息，经由所述指令识别模块处理，对车辆执行相应动作。

优选地，所述装置还包括控制终端，所述控制终端用于接收所述指令识别模块的指令，并向车辆传递指令。

本发明还提供了一种车载声纹控制方法，包括前述技术方案的车载声纹控制装置，所述方法包括如下步骤：

步骤s1：预先注册并储存用户的第一声纹特征；

步骤s2：采集并提取用户的语音信息中的第二声纹特征；

步骤s3：比较第二声纹特征与第一声纹特征；

步骤s4：将所述步骤s3中的比较信息传递至车载控制模块，所述车载控制模块进行相应动作。

优选地，所述方法还包括步骤s12：强化所述步骤s1中的第一声纹特征。

本发明的有益效果至少为：

(1)本发明通过在车辆安装车载声纹控制装置，使用车钥匙或者手机蓝牙在可连接范围内，自配对并启动车载声纹控制装置，车主便可以在靠近车辆时，使用车辆外置麦克风语音控制开启车门或者后备箱，但如果车主在车辆附近，自配对并启动了车载声纹控制装置，他人说出了打开车门或后备箱的语音命令，语音加声纹的应用便可以达到避免他人打开车门或后备箱的情况发生。

(2)车辆驾驶人可在靠近车辆的一定范围内，通过车辆的低频轮询系统自配对到车钥匙或关联设备，车辆预先唤醒车载语音 声纹控制系统，驾驶人可通过语音来打开或关闭车门和后备箱，也可以控制其他的车载设备。

(3)本发明车载声纹控制装置加入了声纹识别的功能模块，车主可将允许语音控制车载设备用户录入声纹信息，便可检测车主和非车主的语音口令，防止他人控制车载设备。

(4)本发明的车载声纹控制装置避免车辆行驶时的手触式行为，不仅控制方便而且大大提高了驾驶的安全性。

附图说明

图1为本发明的系统装置框图；

图2为本发明的整体流程示意图。

附图标记说明：

100、声纹存储模块；200、声纹采集模块；300、声纹识别模块；310、声纹比较模块；400、车载控制模块；500、声纹强化模块；600、麦克风组件；700、指令识别模块；800、控制终端。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本发明提供的车载声纹控制装置，装置包括：

声纹存储模块100，用于预先注册并储存用户的第一声纹特征；

声纹采集模块200，用于采集并提取用户的语音信息中的第二声纹特征；

声纹识别模块300，将声纹采集模块200提取的第二声纹特征与声纹存储模块100储存的第一声纹特征进行比较；

车载控制模块400，声纹识别模块300将比较信息传递至车载控制模块400，车载控制模块400进行相应动作。

其中，声纹存储模块100采集第一声纹特征的具体方式包括不仅限于：根据用户要求，设定固定短语，进行声纹注册及验证。前述的固定短语，建议不少于6个中文字，且不含有重复的文字，便于提取更为复杂的声纹特征。例如：“请打开后备箱”，也可支持方言和其他语种。

其中，声纹采集模块200采集第二声纹特征的具体方式包括不仅限于：车载声纹控制装置通过收音设备(如麦克风组件600等)收集车辆一定范围内的音频，此处的一定范围指的是距离车辆5米到10米的距离或者车内。

具体地，车载声纹控制装置的工作原理为：通过车载声纹控制装置内的声纹存储模块100录入第一声纹特征(唤醒词和声纹特征信息)，注册完成后，用户可在车内外的采音范围内，说出唤醒词，唤醒车载声纹控制装置，并通过声纹验证的方式，使用户控制车门、后备箱的打开关闭或调控空调、音乐等车载设备。

此外，用户在车内外的采音范围内，说出唤醒词，可以仅仅唤醒车载声纹控制装置的部分模块，避免了非必要的模块被唤醒，而不需要被使用，唤醒模块在待机状态下也会消耗电能，并且本发明的装置中的各个模块之间的配合不够智能和紧密，通过仅仅唤醒部分必要的模块，或者非必要的模块使用低功耗状态，以此来降低能耗。例如，仅仅唤醒声纹采集模块200和声纹识别模块300，因为，声纹采集模块200采集到第二声纹特征，声纹识别模块300将声纹采集模块200提取的第二声纹特征与声纹存储模块100预先储存的第一声纹特征进行比较后，得到第一声纹特征不同于第二声纹特征，也就是采音范围内收集到的声纹特征的来源，不是车主或者车内存储语音信息的用户，此时，车载控制模块400无需执行任何动作，相应地，车载控制模块400无需被唤醒。

优选地，装置还包括声纹强化模块500，声纹强化模块500接受来自声纹存储模块100传输的第一声纹特征信息，并对接收的第一声纹特征进行强化。详细地，声纹强化模块500强化声纹特征的过程包括不仅限于下述情况：用户在相对安静的环境下，以平稳的语气读出固定短语，注册完成后，要求强化次数不少于2遍，以便提取更为复杂的进行声纹特征，强化声纹特征模型。

优选地，装置还包括麦克风组件600，与声纹采集模块200连接，用于收集用户传输的语音。麦克风组件600安装于车内外的采音范围内，一般安装于车内，用于用户在车内时对车载声纹控制装置发送指令。当麦克风组件600用于采集车外的语音信息时，麦克风组件600优选收音功能优良的型号。

优选地，声纹识别模块300还包括声纹比较模块310，声纹比较模块310用于接收并比较第一声纹特征和第二声纹特征。声纹比较模块310内包括具有计算功能的模块，将声纹存储模块100的第一声纹特征和声纹采集模块200的第二声纹特征在计算功能的模块中进行比较，将比较结果以车载控制模块400可识别的形式传递至车载控制模块400。声纹识别模块300的识别结果分两种，第一种情况是第一声纹特征和第二声纹特征相同或者误差在计算功能的模块存储的误差范围内，判断声音来源的用户为车主或者车内存储音频的用户。第二种情况是第一声纹特征和第二声纹特征不同或者误差超出计算功能的模块存储的误差范围，判断声音来源的用户为其他人员。

优选地，装置还包括指令识别模块700，车载控制模块400接收声纹识别模块300的处理信息，经由指令识别模块700处理，对车辆执行相应动作。指令识别模块700的执行时间在声纹识别模块300之后，主要用于第一声纹特征和第二声纹特征相同或者误差在计算功能的模块存储的误差范围内，判断声音来源的用户为车主或者车内存储音频的用户，此时再对用户的指令进行识别，比如：用户在车外，用户的指令为“打开车门”或者“打开后备箱”；用户在车内，用户的指令为“打开车载音乐”或者“打开空调”，“打开灯光”中的一种或多种指令。此处的“打开车门”或者“打开后备箱”等指令也称为唤醒词。特别地，指令识别模块700基于用户的第二声纹特征与预先存储的第一声纹特征相同。具体地，例如，用户在声纹存储模块100预先注册第一声纹特征时，注册的是“打开车门”，声纹采集模块200提取的第二声纹特征也是“打开车门”，而不是“打开空调”或者“打开灯光”。

优选地，装置还包括控制终端800，控制终端800用于接收指令识别模块700的指令，并向车辆传递指令。控制终端800用于将车辆与车载系统智能联动，执行识别后的用户指令。

本发明还提供了一种车载声纹控制方法，如图2所示，包括上述的车载声纹控制装置，车载声纹控制方法包括如下步骤：

步骤s1：预先注册并储存用户的第一声纹特征；

步骤s2：采集并提取用户的语音信息中的第二声纹特征；

步骤s3：比较第二声纹特征与第一声纹特征；

步骤s4：将步骤s3中的比较信息传递至车载控制模块400，车载控制模块400进行相应动作。

优选地，方法还包括步骤s12：强化步骤s1中的第一声纹特征。

优选地，本发明的方法还包括步骤s5：计算第二声纹特征和第一声纹特征是否在误差范围内，由于同一用户在不同情况下，声音特征无法保持完全一致，此时加入步骤s5，判断采集范围的音频的第二声纹特征与预先存储的第一声纹特征的误差在许可范围内，判断为可发指令用户，即车主或者车内存储音频的用户，提高了本发明装置的准确性，降低了判断误差，提高了用户的满意度。

实施例二

本发明的车载声纹控制装置与can总线配合使用时，当车辆处于点火状态，can总线检测车速状态，当车速大于零时，禁止通过语音控制车门的打开和关闭功能；当检测到车速等于零时，can总线自动唤醒车载声纹控制装置，驾驶人便可以通过语音打开车门。

具体地，当车辆处于熄火的状态，can总线启动低能耗的远程配对功能，低频天线延时轮询配对装置，当驾驶人的车钥匙或手机蓝牙出现在配对范围并且配对成功的情况下，则启动车载声纹控制装置并唤醒系统，驾驶人便可以在临近车辆时通过车辆外置的声纹采集模块200控制车门和后备箱的打开或关闭；反之，配对失败则继续轮询车辆配对设备。

本发明通过在车辆安装车载声纹控制装置，使用车钥匙或者手机蓝牙在可连接范围内，自配对并启动车载声纹控制装置，车主便可以在靠近车辆时，使用车辆外置麦克风语音控制开启车门或者后备箱，但如果车主在车辆附近，自配对并启动了车载声纹控制装置，他人说出了打开车门或后备箱的语音命令，语音加声纹的应用便可以达到避免他人打开车门或后备箱的情况发生。

车辆驾驶人可在靠近车辆的一定范围内，通过车辆的低频轮询系统自配对到车钥匙或关联设备，车辆预先唤醒车载语音 声纹控制系统，驾驶人可通过语音来打开或关闭车门和后备箱，也可以控制其他的车载设备。

本发明车载声纹控制装置加入了声纹识别的功能模块，车主可将允许语音控制车载设备用户录入声纹信息，便可检测车主和非车主的语音口令，防止他人控制车载设备。

本发明的车载声纹控制装置避免车辆行驶时的手触式行为，不仅控制方便而且大大提高了驾驶的安全性。

以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。