機器人語音交互系統的設計

趙邦宇

摘要

隨著科學技術的發展和計算機研究力度的不斷增大，人機語言通信技術成為目前最受關注的一項關鍵技術，隨著語音技術研究力度的增強和快速發展，其對人們的日常生活還有計算機發展都產生了一定的影響作用，同時因為語音技術而研發出的各種產品也廣泛應用到各個領域當中，例如軍事監控、電話交換、信息網絡查詢、語音撥號系統、語音通信系統、家庭服務以及信息檢索等等，可以說已經滲入到每一個行業當中。該項技術也可以很好地促進人機交互之間的自然友好關系，是未來人機交互領域的主要發展方向。

【關鍵詞】機器人 語音 交互系統 研究 設計

1 智能機器人語音交互系統設計

我國當前對機器人語音交互系統的主要研究內容集中在對單獨使用電腦相關硬件或者軟件的語音交互載體，目前已經實現了語音交互的有效控制，但是在實際應用過程中仍然還是存在一定的局限性，只是能夠滿足已經下載好的幾個系統功能，想要實現進一步擴展就存在一定的障礙。以下將對智能機器人語音控制系統最為例子對離線語音的識別以及云在線語音識別兩項內容進行一定的分析和研究。

在計算機各種類型當中，RaspberryPI是一種新型的種類，其具有很好的音頻和視頻處理功能，這種類型的計算機配備了ARM的微型電腦主板，SD/MicroSD卡內存硬盤，4.14個USB接口，802.11nWi-Fi，一個10/100以太網接口，藍牙還有網線和鼠標等，并且實現了HDMI高清視頻輸出接口和視頻模擬信號的電視輸出接口的同步擁有。和其他的單片機相比較而言，其具有一套非常完整的操作系統，而且自身攜帶有接口，可以利用相應的程序編程來實現對各種軟件的有效應用。利用聯網就可以實現對云開放識別技術和簡單開關的智能語音交互，進一步實現對語音交互各種軟件和硬件的有效控制，同時還有效實現了在線和離線的有效結合。

在具體操作過程中主要分為以下幾個步驟：

（1）利用互聯網語音識別、離線語音識別以及云開放語音識別等多個接口的有效連接對外界的語音信息還有一些比較簡單的動作信息進行有效的采集，并將其傳送到主板上進行一定的處理;

（2）經過處理之后的信息輸出之后，利用簡單的開關和揚聲器對這些信息做出一定的反饋和互動，然后再次利用開關設備和聯網連接實現對無線開關的有效控制。2離線語音識別

在離線語音識別系統當中主要采用的語音識別模塊，另外還采用了Raspberry控制板一定的架構方案，并利用LD3320語音識別模塊對語音進行有效的識別。在具體操作過程中可以利用相關的軟件系統對關鍵字信息進行有效的識別。在工作過程中，該模塊通常情況下只要捕捉到一些語音信息就會及時發出相應的字節，然后可以Raspberry嵌入控制面板來獲取相應的字節來對其做出反應，例如可以讓語音模塊來播放相應的聲音或者是做出相應的動作，以此來對機器人語音識別功能進行有效的體現，離線語音識別系統的框架如圖2所示。

3 云在線語音識別

云在線語音識別一般情況下都是利用百度識別系統、百度云語音合成還有云聊天機器人三個主要的系統共同所組成。在機器人和人之前進行語音交互的過程中，機器人首先會利用麥克風對語音交互相關信息進行采集，然后利用PyAudio對其進行組件操作，同時也就提供了Python語言，最后在利用Python程序對其進行視頻和音頻的播放，并利用互聯網將這些識別之后的文件傳輸到百度語音服務器上。

百度云語音服務器在對這些文件進行有效的識別之后，就可以將其轉換成相應的文本形式，然后再次利用互聯網將其發送到智能機器人的相關模塊。這種百度云語音識別系統在使用過程中具有以下的特點：整個平添都采用的RESTAPI，而且為開發者提供了語音模型和頂級聲學模型，這種模型可以適用于任何一個平臺對語音的識別和控制，就我國目前的情況來看已經達到了35個左右的理解和定制，更好地滿足用戶的實際需求。

文本別有效的識別之后，就可以利用互聯網將其發送到云在線聊天機器人，智能機器人就可以充分結合其前后語境對文本的內容進行很好地識別，然后在整個數據庫當中找到與之最為相匹配的資料。圖靈機器人是現如今最為高端的一種機器人大腦，在全球都是一種非常領先的計算和認知平臺，其對中文語句的意思理解幾乎可以達到90%以上的準確率，不但可以實現對中文語義和自然語言的分析和理解，而且還可以實現智能深度問答服務。在接受到云在線聊天機器人的問題之后，就可以及時在百度云語音系統當中搜索到與之相適應的文本數據或者是語音數據，然后以語音的格式發送給智能機器人，智能機器人就可以對這些語音進行播放。

總而言之，語音識別其實就是機器人利用自身的硬件或者是軟件系統對所接受的信息進行有效的處理之后形成相應的語音或者是文件的一種高級技術，經過幾十年的發展之后，證明其具有很大的潛在市場，在人機交互實現過程中體現出十分重要的意義，是網絡時代最為方便的一種交流工具。本文主要對機器人交互語音交互系統進行了一定的分析和研究。

參考文獻

[1]陳天雪.論我國智能語音機器人專利保護[D].廣西師范大學，2016.