智能音響是現(xiàn)代科技產(chǎn)物，是基于語音識別技術(shù)的音響的衍生物。智能音響在家庭用途十分廣泛，涉及生活許多方面，可以說智能音響已經(jīng)進入日常生活。智能音響有多種功能，基本滿足了人們?nèi)粘Ｉ罘?wù)。目前的家庭智能音響可以實現(xiàn)設(shè)置鬧鐘，點播音樂等功能，鏈接網(wǎng)絡(luò)后可實現(xiàn)了解未來天氣、上網(wǎng)購物、打電話等功能，另外可以連接第三方軟件，也可實現(xiàn)對家用智能電器的控制，而智能服務(wù)僅需說一句話即可實現(xiàn)叫外賣、叫服務(wù)、打車、訂餐等多種功能。

智能音響方案的主要技術(shù)

智能音響的流程為語音喚醒，之后內(nèi)部處理，最后找到對應(yīng)內(nèi)容輸出，其中主要包括前端信號處理、語音喚醒、語音交互等技術(shù)。  

1、前端信號處理  

前端信號處理是在喚醒前進行準備工作，音響工作時，麥列處于拾音狀態(tài)，當接收到聲音時，對聲音進行處理，包括語音檢測、降噪、聲源定位和波束形成四個方面。  

語音檢測用來檢測出音頻信號語音段的起始位置，并過濾不相干的非語音信號，達到分離語音段和非語音段信號的目的。降噪即減少噪音對智能音響識別的影響，包含聲學(xué)回聲消除和去混響。實際環(huán)境中存在各種各樣的噪聲，采取降噪來降低噪聲干擾，提高信噪比。由于室內(nèi)語音會被墻壁等多次反射，采集到的聲音較混雜，采用去混響來處理。聲源定位是根據(jù)麥列，確定使用者的位置?？梢杂脕碚故痉轿粺?，增強交互效果，也可作為波束形成的前導(dǎo)任務(wù)，確定空間濾波參數(shù)。波束形成通過利用空間濾波，將多路信號整合為一路，達到增強原始語音信號和抑制旁路信號的目的。  

2、語音喚醒  

語音喚醒又稱關(guān)鍵詞檢測，即在連續(xù)不斷的語音中將目標關(guān)鍵詞檢測出來，一般目標關(guān)鍵詞的個數(shù)較少。語音喚醒性能取決于喚醒率和誤喚醒率。喚醒率指將連續(xù)語流中存在的喚醒詞檢測出來的概率。語音喚醒常用的實現(xiàn)方式是dnn+hmm（深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)+隱馬爾科夫模型）和lstm+ctc（長短時記憶網(wǎng)絡(luò)+全連接時序分類模型）。目前開源的喚醒方案可提供SDK，實現(xiàn)喚醒功能一般分為在線和離線版本。國內(nèi)主要以科大訊飛為代表。網(wǎng)上也有多種開源的小型語音識別引擎，可實現(xiàn)單獨的語音喚醒功能，性能參差不齊。  

3、語音交互  

語音交互包括語音識別、自然語言理解和對話管理。

語音識別技術(shù)也稱為自動語音識別，可將語音信息轉(zhuǎn)為文字信息。用戶發(fā)出的指令為語音，然而語音并不能直接拿來分析，需要轉(zhuǎn)化為文字。隨著深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、大數(shù)據(jù)的使用和云計算的普及，語音技術(shù)已經(jīng)進入人們的日常生活，如科大訊飛、阿里巴巴的AliGenie、喜馬拉雅的小雅等。  

自然語言理解的目的是將自然語言轉(zhuǎn)化為計算機易處理的形式，即接收到指令后，識別出用戶命令的所屬領(lǐng)域，之后再相應(yīng)領(lǐng)域識別用戶的意圖，最后進行實體抽取，確定意圖的參數(shù)。目前，自然語言處理使用的NPL算法是基于機器學(xué)習(xí)的，擁有各類語言處理的數(shù)據(jù)集，其中包括中文分詞、詞性標注、實體識別、句法分析以及自動文本分類等功能。  

對話管理對連續(xù)對話的交互極為重要，一般的解決辦法是將上輪對話解析的參數(shù)作為全局變量，帶入到下一輪對話，根據(jù)當輪對話和一定條件來判斷是否保持在上一輪的領(lǐng)域，或是清空上下文。  

語音識別技術(shù)的不足與改進

雖然語音識別技術(shù)已廣泛應(yīng)用，但其還存在許多缺陷，主要為以下幾點。  

1）自然語言的不確定性。自然語言由語義，語境等組成。因此自然語言有很大的不確定性?，F(xiàn)有的人工智能基本是自上而下的人工智能，也就是說程序員先制定好計算機理解語言的規(guī)則才理解自然語言。一旦程序員編程出現(xiàn)缺陷，那會導(dǎo)致計算機對自然語言的誤解。雖然將所有語法規(guī)則寫入程序中也許能讓計算機理解語言但語法規(guī)則眾多，將這些規(guī)則全部寫入程序中幾乎不可能實現(xiàn)。  

另外，自然語言信息量大，在不同情景下，一個詞語可能成褒義，可能是貶義，并且上下句對一個句子實際意義影響巨大，例如“幫忙下?！边@句話省略了主語和賓語。但如果有前后句做鋪墊，那這句話對人并不難理解。但是應(yīng)用語音識別，那么機器將不能理解特殊句子，自然語言的不確定性很大阻礙了語音識別的進步。  

2）環(huán)境干擾。公共場合中的環(huán)境雜音和噪音對識別影響巨大，在這種環(huán)境中計算器很難接受到合適的語音信號，這很大地限制了語音識別的使用范圍。  

3）讀音不標準問題。現(xiàn)在的詞匯數(shù)量逐漸增加，讀音相似是正常的事，但機器很難區(qū)別這種讀音。特別是一些字詞會連帶這上個字詞讀音，如果語速果快，計算機也很難識別。

方案介紹

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現(xiàn)在的語言識別技術(shù)尚未完全，但以語音識別技術(shù)為核心的智能音響是足夠滿足人們的需求的。各項技術(shù)的不斷完善和人們對智能產(chǎn)品日益增長的需求為語音識別技術(shù)的發(fā)展指明了方向，由于市場擴大，各個企業(yè)勢必會加快對于語音識別的競爭，從而加快語音識別技術(shù)的發(fā)展。在迭代更新中，智能音響會更加注重用戶的體驗，成為家庭生活中必不可少的重要設(shè)備。  

目前，智能音響還處于發(fā)展階段，隨著技術(shù)的發(fā)展，將會打造商業(yè)生態(tài)鏈、智能家居生態(tài)鏈以及豐富的有聲資源，提出更多個性化服務(wù)。智能音響將滲入到人們生活的各方各面，給生活帶來更多的便捷和樂趣。