一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统与流程

本发明属于语音交互技术领域，具体涉及一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统。

背景技术：

随着现代科技的飞速发展，智能语音互交的应用范围越来越广泛，不管是家中，还是商场、银行等公共场所都能够见到智能互交的身影，智能互交设备与说话人的语音交互，一直是智能设备智能化，拟人化的重要环节，目前的在城市语音互交中，缺乏能够助于收集自然人的语音模型的系统及组件，不利于语音互交拟人化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于城市大脑的语音交互系统，包括主机盒、触摸屏和语音识别模块和互交相应模块，所述主机盒内设有触摸屏，所述触摸屏包括处理器、语音识别模块、图像识别模块、互交相应模块和网络控制器，所述触摸屏配置有摄像头和麦克风，所述触摸屏还包括有程序储存器和随机储存器，所述语音识别模块包括预处理系统、特征提取系统和模式匹配系统，且模式匹配系统内具有语言模型库，所述预处理系统电连接特征提取系统，且特征提取系统与模式匹配系统数据连接，实现语音数据识别，所述主机盒内两端分别通过轴承转动安装有丝杆，所述触摸屏底部两侧分别通过螺栓安装有丝块，所述丝块与丝杆套设连接，所述主机盒内底部通过螺栓安装有马达，所述马达顶部驱动端和丝杆底部均焊套有齿套，所述齿套之间通过同步带套设连接，所述主机盒另一侧底部通过螺栓装配有温湿度传感器和烟雾传感器。

一种应用于城市大脑的语音交互系统的互交方法：具体方法如下：

步骤一：以触摸屏为子单位的互交设备，为触摸屏以及内部的互交子模块建设一组云端服务器，且云端服务器配备一组异步消息队列和资源管理组件，为云端服务器配置语音对比系统以及文件系统；

步骤二：通过温湿度传感器和烟雾传感器实时检测每组主机盒环境的温湿度信息，由人员授权将该信息传送至云端服务器，实现数据共享；

步骤三：将触摸屏与云端服务器进行信号连接，以云端服务器作为线上互交平台，通过触摸屏内的语音识别模块将麦克风输入的语音信号通过预处理系统进行矫正处理实现语音信号数字化，再由特征提取系统进行特征分析，抽取可反映语音本质的特征参数，形成矢量序列，且通过模式匹配系统由处理器对语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果，且处理器通过程序储存器内的数据进行检索对比并产生第一对比指令或第二对比指令，第一对比指令的为程序储存器中至少有一项信息与语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果对应；

步骤四：根据第一对比指令的结果进入结果相应的应用系统中至少有一项信息处理与语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果的位置，且继续对其进行操作，操作后选择退出该系统；第二对比指令为程序储存器中不具有任意一项信息与语音本质的特征参数的结果对应，根据第二对比指令的结果进入创建新语音信息对话框，且产生确认创建指令和取消指令，所述确认创建指令将通过处理器在储存器中创建语音本质的特征参数的结果对应的语音信息；

步骤五：各组子单位的互交触摸屏，将所录入形成的语言模型传输至云端服务器，通过资源管理组件和异步消息队列维护数据进程和数据消息队列的配对关系，实现大规模的服务支撑和数据归集，云端数据服务器将语音存储库中，特征相似的语音模型数据筛选出，以筛选出的语音模型提供于子单位的互交触摸屏，由触摸屏完成与使用人员的互交模拟对话。

进一步地，所述预处理系统内具有反混叠失真滤波器、预加重器、端点检测模块和噪声滤波器，所述特征提取系统具有lpc、lpcc、mfcc和ascc。

进一步地，所述主机盒内一侧顶部胶设有棉条，所述主机盒外一侧胶设有消毒盒，所述消毒盒一侧分布贯穿插设有导流纤维柱，所述导流纤维柱穿设主机盒插设于棉条内，所述消毒盒顶部设有加液口，所述消毒盒一端底部设有排液口。

进一步地，所述图像识别模块包括摄像控制模块、图像处理模块、图片传输模块和图像对比模块。

进一步地，所述主机盒顶部通过铰链安装有盒盖。

进一步地，所述处理器通过网络控制器与云端服务器数据连接，可定期实现更新程序储存器、随即储存器的资源数据和语言模型库，进而扩大人员图像语音检索的范围，且通过处理器将处理后的图片语音通过网络控制器上传于云端服务器，实现数据共享。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.将触摸屏与云端服务器进行信号连接，以云端服务器作为线上互交平台，通过触摸屏内的语音识别模块将麦克风输入的语音信号通过预处理系统进行矫正处理实现语音信号数字化，再由特征提取系统进行特征分析，抽取可反映语音本质的特征参数，形成矢量序列，且通过模式匹配系统由处理器对语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果，且处理器通过程序储存器内的数据进行检索对比并产生第一对比指令或第二对比指令，第一对比指令的为程序储存器中至少有一项信息与语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果对应。

2.根据第一对比指令的结果进入结果相应的应用系统中至少有一项信息处理与语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果的位置，且继续对其进行操作，操作后选择退出该系统；第二对比指令为程序储存器中不具有任意一项信息与语音本质的特征参数的结果对应，根据第二对比指令的结果进入创建新语音信息对话框，且产生确认创建指令和取消指令，所述确认创建指令将通过处理器在储存器中创建语音本质的特征参数的结果对应的语音信息。

3.各组子单位的互交触摸屏，将所录入形成的语言模型传输至云端服务器，通过资源管理组件和异步消息队列维护数据进程和数据消息队列的配对关系，实现大规模的服务支撑和数据归集，云端数据服务器将语音存储库中，特征相似的语音模型数据筛选出，以筛选出的语音模型提供于子单位的互交触摸屏，由触摸屏完成与使用人员的互交模拟对话。

4.在人员与触摸屏互交结束后，由马达驱动对应的齿套转动，通过同步带同步带动丝杆的齿套转动，使得丝杆实现同步转动，从而丝杆上的丝块能够带动触摸屏下降，收纳至主机盒内，实现对触摸屏的防护，避免在不使用时，外物对触摸屏造成损坏，通过消毒盒的设置，人员对消毒盒内助于消毒液，且消毒盒通过导流纤维柱将内部消毒也浸入棉条内，在触摸屏进行上升下降时，棉条能够实现对触摸屏的触摸面进行刷拭，实自动消毒处理，以避免多人员使用，产生人员之间的细菌交错感染，大大增加语音交互的卫生安全性。

附图说明

图1为本发明一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统的主机盒主视截面结构示意图。

图2为本发明一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统的主机盒后视截面结构示意图。

图3为本发明一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统的主机盒主视结构示意图。

图4为本发明一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统的主机盒后视结构示意图。

图5为本发明一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统的消毒盒结构示意图。

图6为本发明一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统的图5a处放大示意图。

图7为本发明一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统的模块连接示意图。

图8为本发明一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统的语音识别模块示意图。

图9为本发明一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统的图像识别模块示意图。

图10为本发明一种应用于城市大脑的语音交互方法及系统的资源管理组件示意图。

图中：1、主机盒；2、丝杆；3、触摸屏；4、丝块；5、马达；6、齿套；7、同步带；8、盒盖；9、消毒盒；10、导流纤维柱；11、加液口；12、排液口；13、棉条；14、温湿度传感器；15、烟雾传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-10所示，一种应用于城市大脑的语音交互系统，包括主机盒1、触摸屏3和语音识别模块和互交相应模块，所述主机盒1内设有触摸屏3，所述触摸屏3包括处理器、语音识别模块、图像识别模块、互交相应模块和网络控制器，所述触摸屏3配置有摄像头和麦克风，所述触摸屏3还包括有程序储存器和随机储存器，所述语音识别模块包括预处理系统、特征提取系统和模式匹配系统，且模式匹配系统内具有语言模型库，所述预处理系统电连接特征提取系统，且特征提取系统与模式匹配系统数据连接，实现语音数据识别，所述主机盒1内两端分别通过轴承转动安装有丝杆2，所述触摸屏3底部两侧分别通过螺栓安装有丝块4，所述丝块4与丝杆2套设连接，所述主机盒1内底部通过螺栓安装有马达5，所述马达5顶部驱动端和丝杆2底部均焊套有齿套6，所述齿套6之间通过同步带7套设连接，所述主机盒1另一侧底部通过螺栓装配有温湿度传感器14和烟雾传感器15。

一种应用于城市大脑的语音交互系统的互交方法：具体方法如下：

步骤一：以触摸屏3为子单位的互交设备，为触摸屏3以及内部的互交子模块建设一组云端服务器，且云端服务器配备一组异步消息队列和资源管理组件，为云端服务器配置语音对比系统以及文件系统；

步骤二：通过温湿度传感器14和烟雾传感器15实时检测每组主机盒1环境的温湿度信息，由人员授权将该信息传送至云端服务器，实现数据共享；

步骤三：将触摸屏3与云端服务器进行信号连接，以云端服务器作为线上互交平台，通过触摸屏内的语音识别模块将麦克风输入的语音信号通过预处理系统进行矫正处理实现语音信号数字化，再由特征提取系统进行特征分析，抽取可反映语音本质的特征参数，形成矢量序列，且通过模式匹配系统由处理器对语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果，且处理器通过程序储存器内的数据进行检索对比并产生第一对比指令或第二对比指令，第一对比指令的为程序储存器中至少有一项信息与语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果对应；

步骤四：根据第一对比指令的结果进入结果相应的应用系统中至少有一项信息处理与语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果的位置，且继续对其进行操作，操作后选择退出该系统；第二对比指令为程序储存器中不具有任意一项信息与语音本质的特征参数的结果对应，根据第二对比指令的结果进入创建新语音信息对话框，且产生确认创建指令和取消指令，所述确认创建指令将通过处理器在储存器中创建语音本质的特征参数的结果对应的语音信息；

步骤五：各组子单位的互交触摸屏3，将所录入形成的语言模型传输至云端服务器，通过资源管理组件和异步消息队列维护数据进程和数据消息队列的配对关系，实现大规模的服务支撑和数据归集，云端数据服务器将语音存储库中，特征相似的语音模型数据筛选出，以筛选出的语音模型提供于子单位的互交触摸屏3，由触摸屏3完成与使用人员的互交模拟对话。

其中，所述预处理系统内具有反混叠失真滤波器、预加重器、端点检测模块和噪声滤波器，所述特征提取系统具有lpc、lpcc、mfcc和ascc。

其中，所述主机盒1内一侧顶部胶设有棉条13，所述主机盒1外一侧胶设有消毒盒9，所述消毒盒9一侧分布贯穿插设有导流纤维柱10，所述导流纤维柱10穿设主机盒1插设于棉条13内，所述消毒盒9顶部设有加液口11，所述消毒盒9一端底部设有排液口12。

其中，所述图像识别模块包括摄像控制模块、图像处理模块、图片传输模块和图像对比模块。

其中，所述主机盒1顶部通过铰链安装有盒盖8。

其中，所述处理器通过网络控制器与云端服务器数据连接，可定期实现更新程序储存器、随即储存器的资源数据和语言模型库，进而扩大人员图像语音检索的范围，且通过处理器将处理后的图片语音通过网络控制器上传于云端服务器，实现数据共享

实施例2

如图1-10所示，一种应用于城市大脑的语音交互系统，包括主机盒1、触摸屏3和语音识别模块和互交相应模块，所述主机盒1内设有触摸屏3，所述触摸屏3包括处理器、语音识别模块、图像识别模块、互交相应模块和网络控制器，所述触摸屏3配置有摄像头和麦克风，所述触摸屏3还包括有程序储存器和随机储存器，所述语音识别模块包括预处理系统、特征提取系统和模式匹配系统，且模式匹配系统内具有语言模型库，所述预处理系统电连接特征提取系统，且特征提取系统与模式匹配系统数据连接，实现语音数据识别，所述主机盒1内两端分别通过轴承转动安装有丝杆2，所述触摸屏3底部两侧分别通过螺栓安装有丝块4，所述丝块4与丝杆2套设连接，所述主机盒1内底部通过螺栓安装有马达5，所述马达5顶部驱动端和丝杆2底部均焊套有齿套6，所述齿套6之间通过同步带7套设连接，所述主机盒1另一侧底部通过螺栓装配有温湿度传感器14和烟雾传感器15。

一种应用于城市大脑的语音交互系统的互交方法：具体方法如下：

步骤一：以触摸屏3为子单位的互交设备，为触摸屏3以及内部的互交子模块建设一组云端服务器，且云端服务器配备一组异步消息队列和资源管理组件，为云端服务器配置语音对比系统以及文件系统；

步骤二：通过温湿度传感器14和烟雾传感器15实时检测每组主机盒1环境的温湿度信息，由人员授权将该信息传送至云端服务器，实现数据共享；

步骤三：将触摸屏3与云端服务器进行信号连接，以云端服务器作为线上互交平台，通过触摸屏内的语音识别模块将麦克风输入的语音信号通过预处理系统进行矫正处理实现语音信号数字化，再由特征提取系统进行特征分析，抽取可反映语音本质的特征参数，形成矢量序列，且通过模式匹配系统由处理器对语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果，且处理器通过程序储存器内的数据进行检索对比并产生第一对比指令或第二对比指令，第一对比指令的为程序储存器中至少有一项信息与语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果对应；

步骤四：根据第一对比指令的结果进入结果相应的应用系统中至少有一项信息处理与语言模型库内的声学模版参数进行对比得到识别结果的位置，且继续对其进行操作，操作后选择退出该系统；第二对比指令为程序储存器中不具有任意一项信息与语音本质的特征参数的结果对应，根据第二对比指令的结果进入创建新语音信息对话框，且产生确认创建指令和取消指令，所述确认创建指令将通过处理器在储存器中创建语音本质的特征参数的结果对应的语音信息；

步骤五：各组子单位的互交触摸屏3，将所录入形成的语言模型传输至云端服务器，通过资源管理组件和异步消息队列维护数据进程和数据消息队列的配对关系，实现大规模的服务支撑和数据归集，云端数据服务器将语音存储库中，特征相似的语音模型数据筛选出，以筛选出的语音模型提供于子单位的互交触摸屏3，由触摸屏3完成与使用人员的互交模拟对话。

其中，所述预处理系统内具有反混叠失真滤波器、预加重器、端点检测模块和噪声滤波器，所述特征提取系统具有lpc、lpcc、mfcc和ascc。

其中，所述主机盒1内一侧顶部胶设有棉条13，所述主机盒1外一侧胶设有消毒盒9，所述消毒盒9一侧分布贯穿插设有导流纤维柱10，所述导流纤维柱10穿设主机盒1插设于棉条13内，所述消毒盒9顶部设有加液口11，所述消毒盒9一端底部设有排液口12。

其中，所述主机盒1上装配有空气质量传感器。

其中，所述触摸屏3内部装配有网络防火墙组建

本发明的工作原理及使用流程：各组子单位的互交触摸屏3，将所录入形成的语言模型传输至云端服务器，通过资源管理组件和异步消息队列维护数据进程和数据消息队列的配对关系，实现大规模的服务支撑和数据归集，云端数据服务器将语音存储库中，特征相似的语音模型数据筛选出，以筛选出的语音模型提供于子单位的互交触摸屏3，由触摸屏3完成与使用人员的互交模拟对话；在人员与触摸屏3互交结束后，由马达5驱动对应的齿套6转动，通过同步带7同步带动丝杆2的齿套6转动，使得丝杆2实现同步转动，从而丝杆2上的丝块4能够带动触摸屏3下降，收纳至主机盒1内，实现对触摸屏3的防护，避免在不使用时，外物对触摸屏3造成损坏，通过消毒盒9的设置，人员对消毒盒9内助于消毒液，且消毒盒9通过导流纤维柱10将内部消毒也浸入棉条13内，在触摸屏3进行上升下降时，棉条13能够实现对触摸屏3的触摸面进行刷拭，实自动消毒处理，以避免多人员使用，产生人员之间的细菌交错感染，大大增加语音交互的卫生安全性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。