本發(fā)明屬于語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于自然語(yǔ)言處理的機(jī)器人語(yǔ)音識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)正逐步形成一套比較完善的理論體系，其應(yīng)用產(chǎn)品也相繼推出，具有識(shí)別自認(rèn)語(yǔ)音的機(jī)器人就是其中一種。在機(jī)器人通信系統(tǒng)中加入自然語(yǔ)言和語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，可完全轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)機(jī)器人通信服務(wù)形式。使用具有語(yǔ)音處理和語(yǔ)音技術(shù)能力的通信網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器人可以非常便捷地從遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中查詢與提取有關(guān)的信息。自然語(yǔ)言處理技術(shù)和語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)正逐步成為信息技術(shù)中人機(jī)接口的關(guān)鍵技術(shù)，在不久的將來(lái)，通過語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)與語(yǔ)音合成技術(shù)的結(jié)合，人們就能夠通過語(yǔ)音命令來(lái)進(jìn)行原需要利用按鈕控制才可以進(jìn)行的操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于自然語(yǔ)言處理的機(jī)器人語(yǔ)音識(shí)別方法，通過該方法的應(yīng)用，解決了現(xiàn)有的傳統(tǒng)機(jī)器人語(yǔ)言識(shí)別性能難以滿足社會(huì)需求的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明為一種基于自然語(yǔ)言處理的機(jī)器人語(yǔ)音識(shí)別方法，該方法包括以下具體步驟：

步驟一，語(yǔ)音信號(hào)的采集

機(jī)器人通過其音頻傳感器接收自然語(yǔ)言的語(yǔ)音信號(hào)，其中音頻傳感器包括話筒；

步驟二，語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理

語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理包括預(yù)濾波、語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字化、預(yù)加重、加窗分幀、噪聲抑制和端點(diǎn)檢測(cè)；

步驟三，特征提取

將經(jīng)過步驟二處理后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行語(yǔ)音特征參數(shù)的提取，選用語(yǔ)音特征是語(yǔ)音識(shí)別的根本，其中語(yǔ)音特征為幀特征矢量；

步驟四，模型訓(xùn)練

對(duì)經(jīng)過步驟三處理后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行模型訓(xùn)練，模型訓(xùn)練用于使機(jī)器人從大量的真實(shí)語(yǔ)音中獲取模型參數(shù)，繼而形成語(yǔ)音參考模式庫(kù)；

步驟五，模式匹配

根據(jù)一定的規(guī)則，利用步驟四中模型參數(shù)對(duì)輸入的語(yǔ)音進(jìn)行模式匹配，并輸出識(shí)別結(jié)果。

進(jìn)一步地，步驟二中所述的預(yù)濾波是采用帶通濾波器，預(yù)濾波用于抑制輸入信號(hào)各頻域分量中頻率超出采樣頻率一半的所有分量以及抑制50Hz或60Hz的電源工頻信號(hào)。

進(jìn)一步地，步驟二中所述的語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字化包括語(yǔ)音信號(hào)的采樣和語(yǔ)音信號(hào)的量化，即首先對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，然后再對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行量化，繼而得到離散時(shí)域的語(yǔ)音信號(hào)。

進(jìn)一步地，步驟二中所述的預(yù)加重是用于提升語(yǔ)音信號(hào)中的高頻信號(hào)的能量，以彌補(bǔ)聲音的在唇部輻射時(shí)產(chǎn)生的高頻部分能量的損失。

進(jìn)一步地，步驟二中所述的加窗分幀是將語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過加窗分幀后被處理為短時(shí)語(yǔ)音幀，繼而把每個(gè)短時(shí)語(yǔ)音幀看作平穩(wěn)的隨機(jī)信號(hào)，然后逐幀提取語(yǔ)音信號(hào)的特征矢量，最后得到由每一幀參數(shù)組成的語(yǔ)音特征參數(shù)序列。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過采用對(duì)自然語(yǔ)言進(jìn)行一系列的處理，從而使得機(jī)器人對(duì)自然語(yǔ)言的語(yǔ)音識(shí)別，提高了識(shí)別的準(zhǔn)確度和效率；通過濾波等處理措施，提高了語(yǔ)音信號(hào)的清晰度，從而便于識(shí)別；通過該語(yǔ)音識(shí)別方法，提高了機(jī)器人的智能化水平。

當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明為一種基于自然語(yǔ)言處理的機(jī)器人語(yǔ)音識(shí)別方法，該方法包括以下具體步驟：

步驟一，語(yǔ)音信號(hào)的采集

機(jī)器人通過其音頻傳感器接收自然語(yǔ)言的語(yǔ)音信號(hào)；

步驟二，語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理

語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理包括預(yù)濾波、語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字化、預(yù)加重、加窗分幀、噪聲抑制和端點(diǎn)檢測(cè)；語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理是語(yǔ)音識(shí)別過程的前期預(yù)備工作，為后續(xù)各個(gè)環(huán)節(jié)的處理奠定基礎(chǔ)；

其中，預(yù)濾波是采用帶通濾波器，預(yù)濾波的目的有兩個(gè)：其一是抑制輸入信號(hào)各頻域分量中頻率超出采樣頻率一半的所有分量，以防止頻率混疊干擾；其二是抑制50Hz或60Hz的電源工頻干擾；

其中，語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字化包括語(yǔ)音信號(hào)的采樣和語(yǔ)音信號(hào)的量化，即首先對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，然后再對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行量化，繼而得到離散時(shí)域的語(yǔ)音信號(hào)；

其中，預(yù)加重是用于提升語(yǔ)音信號(hào)中高頻信息部分的能量，以彌補(bǔ)聲音的在唇部輻射時(shí)產(chǎn)生的高頻信號(hào)部分的能量損失；

其中，加窗分幀是將語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過加窗分幀后被處理為短時(shí)語(yǔ)音幀，繼而把每個(gè)短時(shí)語(yǔ)音幀看作平穩(wěn)的隨機(jī)信號(hào)，然后逐幀提取語(yǔ)音信號(hào)的特征矢量，最后得到由每一幀參數(shù)組成的語(yǔ)音特征參數(shù)序列；

步驟三，特征提取

將經(jīng)過步驟二處理后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行語(yǔ)音特征參數(shù)的提取，選用語(yǔ)音特征是語(yǔ)音識(shí)別的根本，其中語(yǔ)音特征為幀特征矢量；

步驟四，模型訓(xùn)練

對(duì)經(jīng)過步驟三處理后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行模型訓(xùn)練，訓(xùn)練的目的是讓機(jī)器人從大量的真實(shí)語(yǔ)音中學(xué)習(xí)必要的模型參數(shù)，用于形成語(yǔ)音參考模式庫(kù)，為識(shí)別階段做準(zhǔn)備；

步驟五，模式匹配

根據(jù)一定的規(guī)則，利用步驟四中模型參數(shù)對(duì)輸入的語(yǔ)音進(jìn)行模式匹配，并輸出識(shí)別結(jié)果。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

最后需要說明的是，以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。