聲控電視機、遙控器以及電視機遙控方法
2023-07-14 18:35:41 1
專利名稱：聲控電視機、遙控器以及電視機遙控方法
技術領域：
本發明涉及一種聲控電視機、遙控器以及電視機遙控方法，尤其涉及一種可通過用戶語音指令對電視機進行控制的聲控電視機、遙控器以及電視機遙控方法。
背景技術：
電視是20世紀人類最偉大的發明之一，對於大多數人來講，沒有電視的世界已經是難以想像的。隨著電視的普及，電視節目也越來越豐富了。早期，只有幾個電視頻道時，機械式的旋鈕頻道轉換裝置還能滿足需要，隨著頻道的增加，出現了按鍵式的選頻器，但很快就被遙控器取代。如今，隨著節目的豐富，人們可看的頻道已經近百，選臺的煩惱也隨著而來。因為頻道太多，靠數字代表頻道的方式，人們很難記住自己想看的頻道在哪。所以，常常需要瀏覽來選擇頻道。為了解決這個問題，由中國專利200320118775提出了一種聲控電視機，該聲控電視機首先將由麥克風接收的控制命令信號處理成數位訊號並直接傳輸到中央處理器，中央處理器根據存儲模塊存儲的信息識別語音數據，並根據識別結果發出控制指令，以便控制電視機轉換頻道。在該聲控電視機中，麥克風設置在電視機上，當用戶離電視機較遠、用戶的聲音較小或電視機所發出的聲音等外界噪音對用戶語音指令產生幹擾時，該聲控電視機就無法識別用戶語音指令，而對電視機作出準確控制。中國專利申請98100329提出了一種具有聲控功能的遙控器，該遙控器通過設置在該遙控器上的麥克接收用戶語音指令，由聲控IC將該用戶語音指令轉換成預定輸出的指令訊號，該指令訊號經中央處理器轉換成調製編碼控制信號，在經發射模塊發射到電視機。在該專利申請中聲控IC設置在遙控器上，發射模塊是遙控器上的紅外發射模塊。當使用該遙控器對電視機進行語音控制時，需要將遙控器的紅外發射模塊對準電視機的紅外接收模塊，使用起來極不方便。此外，現有技術的聲控電視機多採用針對特定人的語音識別系統，在使用時用戶需要事先對待識別的每一個語音指令進行訓練。在訓練階段，用戶將每一個語音指令依次說數遍，系統將其特徵量序列存入存儲模塊中。在識別階段，系統將輸入語音的特徵量依次與存儲模塊中的每一個模板進行相似度比較，將相似度最高者作為識別結果輸出。針對特定人的識別系統能夠識別的語音指令數目一般在100條以下，識別性能隨著語音指令數目的增加會有明顯的下降，並且對於不同的用戶、在不同的噪聲環境中，以及不同的時間相同用戶的不同生理、心理狀態下，識別性能都會受到明顯的影響。
發明內容為了解決現有技術的聲控電視機在用戶離電視機較遠、用戶的聲音較小或電視機所發出的聲音等外界噪音對用戶語音指令產生幹擾時的用戶語音指令識別能力較差的技術問題。本發明提出了一種可對電視機進行語音遙控的聲控電視機。本發明還解決了現有技術的聲控遙控器需要對準電視機而產生的使用不便的技術問題。此外，本發明還解決了現有技術的聲控電視只能針對特定用戶的語音指令進行識別並且需要事先對語音指令進行訓練的技術問題。
本發明解決現有技術的聲控電視機在用戶離電視機較遠、用戶的聲音較小或電視機所發出的聲音等外界噪音對用戶語音指令產生幹擾時的用戶語音指令的識別能力較差的技術問題所採用的技術方案是提供一種聲控電視機以及與該聲控電視機一同使用的遙控器，該聲控電視機包括用於接收攜帶用戶語音指令的無線載波信號的無線信號接收模塊；用於存儲信息的存儲模塊；用於根據存儲模塊的存儲信息識別無線載波信號所攜帶的用戶語音指令並輸出識別結果的語音識別模塊；用於根據識別結果對聲控電視機的功能進行控制的主控模塊，該遙控器包括用於接收用戶語音指令的語音接收模塊；用於發射攜帶用戶語音指令的無線載波信號的發射模塊。
根據本發明的一優選結構，遙控器的發射模塊是紅外信號發射模塊或微波信號發射模塊，聲控電視機的無線信號接收模塊接收紅外信號或微波信號。
根據本發明的一優選結構，聲控電視機的存儲模塊的存儲信息是對預先採集大量的語音數據進行訓練而得到的聲學模型。語音識別模塊根據聲學模型構建的識別網絡識別無線載波信號所攜帶的用戶語音指令。
根據本發明的一優選結構，遙控器還包括用於輸入文本指令的文本輸入模塊，發射模塊發射攜帶該文本指令的無線載波信號；聲控電視機還包括文本識別模塊，該文本識別模塊根據存儲模塊的存儲信息識別經無線信號接收模塊接收的攜帶文本指令的無線載波信號並輸出識別結果，主控模塊根據識別結果對聲控電視機的功能進行控制。
本發明解決現有技術的在用戶離電視機較遠、用戶的聲音較小或電視機所發出的聲音等外界噪音對用戶語音指令產生幹擾時的用戶語音指令識別能力較差的技術問題所採用的另一技術方案是提供一種電視機遙控方法，該遙控方法包括遙控器的語音輸入模塊接收用戶語音指令；遙控器的發射模塊發射攜帶所述用戶語音指令的無線載波信號；電視機的無線信號接收模塊接收無線載波信號；電視機的語音識別模塊根據電視機的存儲模塊中的存儲信息識別無線載波信號所攜帶的用戶語音指令並輸出識別結果；電視機的主控模塊根據識別結果對電視機進行控制。
上述技術方案的有益效果是用戶可通過遙控器將用戶語音指令轉換成攜帶用戶語音指令的無線載波信號並將信號發射到聲控電視機，聲控電視機接收該無線載波信號，進行識別輸出識別結果，並根據識別結果對電視機的頻道、音量、亮度或色彩等進行控制。由於用戶可以在較遠位置向遙控器輸入語音指令，使語音控制更加方便、控制效果更好。當無線信號採用微波信號時，用戶可以不需將遙控器對準電視機或在中間有障礙物的情況下對電視機進行控制。本發明的聲控電視機還可以採用針對非特定人的語音識別系統，這時聲控電視機的識別性能可以不受用戶、噪音環境或用戶生理或心理狀態等因素的限制，擴大了應用的範圍。此外，本發明的聲控電視機還可以通過文本指令的輸入對電視機進行控制。
圖1是本發明聲控電視機一實施例的原理框圖；圖2是圖1所示聲控電視機的電路圖；圖3是本發明遙控器的一實施例的外形示意圖；圖4是圖3所示遙控器的原理框圖；圖5是本發明遙控器的另一實施例的原理框圖；圖6是圖5所示遙控器的外形示意圖。
具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
參見圖1和圖2，圖1是本發明的聲控電視機一實施例的示意框圖，圖2是圖1所示的聲控電視機實施例的電路圖。本實施例的聲控電視機包括用於接收攜帶用戶語音指令的無線載波信號的無線信號接收模塊；用於存儲信息的存儲模塊；用於根據存儲模塊的存儲信息識別無線載波信號所攜帶的用戶語音指令並輸出識別結果的語音識別模塊；用於根據識別結果對聲控電視機進行控制的主控模塊。
參見圖3，圖3是本發明的遙控器一實施例的主視圖，本實施例的遙控器包括用於接收用戶語音指令的語音接收模塊；用於發射攜帶用戶語音指令的無線載波信號的發射模塊。
使用時，用戶利用控制模式切換鍵33實現鍵盤控制模式與語音控制模式之間的切換。當處於語音控制模式時，用戶通過語音接收模塊(麥克風)31輸入例如「中央一臺」、「鳳凰衛視」等語音指令或者是「亮度」、「音量」等語音指令，語音指令經無線發射模塊以數位訊號或模擬信號形式發射攜帶該語音指令的無線載波信號。該無線發射模塊可以是紅外信號發射模塊或微波信號發射模塊，其輸出的信號是相應的紅外信號或微波信號。
聲控電視機的無線信號接收模塊接收遙控器發出的紅外信號或微波信號，並將接收的無線載波信號輸入到語音識別模塊，語音識別模塊提取無線載波信號的特徵量，並根據存儲模塊中存儲的信息識別該特徵量並輸出識別結果。主控模塊根據識別結果作出相應的控制。例如，當識別結果對應於「中央一臺」，則主控模塊將頻道切換到中央一臺所對應的頻道。如果當識別結果對應於「音量」，則電視機主控模塊將在屏幕上顯示音量控制的用戶界面，接著用戶通過麥克風31輸入「增加」或「減小」等語音指令對音量進行控制，隨後用戶輸入「退出」或「確定」等語音指令或按遙控器的確定/退出鍵確定音量或退出音量控制。
本發明聲控電視機的語音識別系統可以包括針對特定人的語音識別系統或針對非特定人的語音識別系統。在針對特定人的語音識別系統中，用戶需要事先對每一個語音指令進行訓練。在訓練階段，用戶通過按下學習按鍵35，並將每個語音指令依次說數遍，聲控電視機的語音識別模塊提取語音指令的特徵量，並將特徵量按序列存入存儲模塊中。在識別階段，語音識別模塊將輸入語音指令的特徵量依次與存儲模塊中存儲的每一個特徵量進行相似度比較，將相似度最高者作為識別結果輸出或者輸出與該特徵量相對應的控制指令。針對特定人的識別系統識別的語音指令數目一般在100條以下，識別性能隨著語音指令數目的增加會有明顯的下降，並且對於不同用戶、在不同的噪聲環境中，以及不同的時間相同用戶的不同生理、心理狀態下，系統的性能都會受到明顯的影響。當採用針對非特定人的語音識別系統中，採用基於統計模型的算法，系統開發者事先採集大量的語音數據進行訓練，得到聲學模型並存儲在存儲模塊中。在識別階段，語音識別模塊將用戶的輸入語音指令的特徵量與通過聲學模型構建的識別網絡進行匹配解碼，輸出該語音指令或與該語音指令相對應的控制指令。主控模塊可根據語音識別模塊輸出的識別結果對電視機進行控制。非特定人語音識別系統對於用戶而言，不需要引入繁瑣的訓練過程，方便了用戶的使用；同時它可以供不同的人使用，因此大大拓寬了應用範圍。另一方面，由於採用了基於統計模型的算法，其穩健性和識別性能都比特定人識別系統大大的提高。非特定人識別系統識別的語音指令數目可以達到1000條，識別性能不會隨著識別詞條數目的增加有明顯的下降，並且具有一定的抗噪能力。
在本實施例的聲控電視機和遙控器所使用的微波信號可以採用目前公知的近距離無線通信技術獲得。例如，藍牙技術、Wi-Fi技術(Wireless Fidelity，無線高保真)、NFC技術(Near Field Communication，近場傳輸)、UWB技術(UltraWideband，超寬帶)等。
此外，用戶還可以通過控制模式切換鍵33切換到傳統的按鍵控制方式，通過按下遙控器鍵盤對電視機進行控制。此時，按鍵信號經遙控器控制單元處理成控制信號並由傳統的紅外信號發射器發射。
當採用上述結構時，用戶可以通過語音指令對電視機的頻道、音量、亮度或色彩等進行控制。當無線信號採用微波信號時，用戶可以不需將遙控器對準電視機或在中間有障礙物的情況下對電視機進行控制。而採用針對非特定人的語音識別系統時，聲控電視機的識別性能可以不受用戶、噪音環境或用戶生理或心理狀態等因素的限制，擴大了應用的範圍。
參見圖5和圖6，圖5是本發明的遙控器的另一實施例的示意框圖，圖6是圖5所示的遙控器的實施例的主視圖。本實施例的遙控器除了具有圖3和圖3所示的遙控器的語音識別功能外，還包括文本指令輸入功能。用戶可以通過按控制模式切換鍵5 3切換到文本控制模式。用戶利用遙控器鍵盤通過文本輸入模塊編輯文本指令，例如「中央一臺」，並在顯示屏51上顯示編輯結果。由無線信號發射模塊發射攜帶該文本指令的無線載波信號。電視機的文本識別模塊根據存儲模塊的存儲信息識別無線載波信號，並輸出識別結果。主控模塊根據結果對電視機進行相應控制。語音指令的輸入方法可採用目前手機上公用的拼音、筆畫等輸入方法。存儲模塊的存儲信息可以是由開發者事先輸入也可以由用戶自己編輯的文本指令模板。其中，遙控器的文本輸入模塊可以與遙控器控制單元集成，文本識別模塊可以與語音識別模塊集成。或者，在文本控制模式下，遙控器將遙控器鍵盤的按鍵信號轉換成無線載波信號發射到聲控電視機，聲控電視機的文本輸入模塊根據按鍵信號在屏幕的用戶界面上顯示文本輸入過程，用戶可根據屏幕顯示編輯文本指令，再將文本指令傳送給文本識別模塊進行識別。此時，可以節省遙控器成本、降低遙控器的功耗。
當頻道繁多，用戶又不知道自己想看的頻道在哪時，只需要編輯文本指令即可使電視機切換到相應的頻道。
上述的詳細描述僅是示範性描述，本領域技術人員在不脫離本發明所保護的範圍和精神的情況下，可根據不同的實際需要設計出各種實施方式。
權利要求
1.一種聲控電視機，所述聲控電視機包括用於接收攜帶用戶語音指令的無線載波信號的無線信號接收模塊；用於存儲信息的存儲模塊；用於根據所述存儲模塊的存儲信息識別所述無線載波信號所攜帶用戶語音指令並輸出識別結果的語音識別模塊；用於根據所述識別結果對所述聲控電視機進行控制的主控模塊。
2.根據權利要求1所述的聲控電視機，其特徵在於所述無線載波信號為紅外信號或微波信號。
3.根據權利要求1所述的聲控電視機，其特徵在於所述存儲模塊的存儲信息是對預先採集大量的語音數據進行訓練而得到的聲學模型，所述語音識別模塊根據所述聲學模型構建的識別網絡識別所述無線載波信號所攜帶的用戶語音指令。
4.根據上述權利要求任意一項所述的聲控電視機，其特徵在於所述聲控電視機還包括文本識別模塊，所述文本識別模塊根據所述存儲模塊的存儲信息識別經所述無線信號接收模塊接收的攜帶文本指令的無線載波信號並輸出識別結果，所述主控模塊根據所述識別結果對所述聲控電視機進行控制。
5.根據權利要求1-3所述的聲控電視機，其特徵在於所述聲控電視機還包括文本輸入模塊和文本識別模塊，所述文本輸入模塊可根據所述無線信號接收模塊所接收的攜帶按鍵信號的載波無線信號在所述聲控電視機的屏幕上顯示並編輯文本指令，所述文本識別模塊根據所述存儲模塊的存儲信息識別所述文本指令並輸出識別結果，所述主控模塊根據所述識別結果對所述聲控電視機進行控制。
6.一種遙控器，所述遙控器包括用於接收用戶語音指令的語音接收模塊；用於發射攜帶所述用戶語音指令的無線載波信號的發射模塊。
7.根據權利要求6所述的聲控電視機，其特徵在於所述發射模塊為紅外信號發射模塊或微波信號發射模塊。
8.根據上述權利要求任意一項所述的聲控電視機，其特徵在於所述遙控器還包括用於輸入文本指令的文本輸入模塊，所述發射模塊發射攜帶所述文本指令的無線載波信號。
9.一種電視機的遙控方法，所述方法包括a.遙控器的語音輸入模塊接收用戶語音指令；b.所述遙控器的發射模塊發射攜帶所述用戶語音指令的無線載波信號；c.所述電視機的無線信號接收模塊接收所述無線載波信號；d.所述電視機的語音識別模塊根據所述電視機的存儲模塊中的存儲信息識別所述無線載波信號所攜帶的用戶語音指令並輸出識別結果；e.所述電視機的主控模塊根據所述識別結果對所述電視機進行控制。
10.根據權利要求9所述的遙控方法，其特徵在於步驟d是根據所述存儲模塊中的聲學模型所構建的識別網絡識別所述無線載波信號所攜帶的用戶語音指令。
全文摘要
本發明涉及一種聲控電視機、遙控器以及電視機遙控方法，該聲控電視機包括用於接收攜帶用戶語音指令的無線載波信號的無線信號接收模塊；用於存儲信息的存儲模塊；用於根據存儲模塊的存儲信息識別無線載波信號所攜帶的語音指令並輸出識別結果的語音識別模塊；用於根據識別結果對聲控電視機進行控制的主控模塊，該遙控器包括用於接收用戶語音指令的語音接收模塊；用於發射攜帶用戶語音指令的無線載波信號的發射模塊。用戶可通過遙控器輸入語音指令並由聲控電視機上的語音識別系統進行識別，以便對聲控電視機進行控制。
文檔編號H04N5/50GK1885930SQ200510035569
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月25日 優先權日2005年6月25日
發明者陳修志 申請人:陳修志