智能上假肢語音交互系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、當(dāng)代社會(huì)養(yǎng)老趨勢逐漸加重，殘障人士逐步增多，通過方便、靈活、自然的控制方式使服務(wù)機(jī)器人為他們提供正常的生活幫助是實(shí)現(xiàn)人性化、智能化幫扶的關(guān)鍵。
　　本文以智能上假肢服務(wù)機(jī)器人為研究平臺(tái)，自主設(shè)計(jì)智能上假肢語音交互系統(tǒng)通過自然的人機(jī)對(duì)話、交流實(shí)現(xiàn)對(duì)假肢的靈活控制，并分別從語音控制指令和自然語音對(duì)話實(shí)現(xiàn)假肢的靈活動(dòng)作。針對(duì)上假肢佩戴對(duì)象唯一的特性，設(shè)計(jì)強(qiáng)噪音環(huán)境下識(shí)別短詞、短句等語音指令的特定人語音識(shí)別系統(tǒng)。由于假肢的服務(wù)對(duì)象主要為老

2、年人和社會(huì)殘障人士，因此設(shè)計(jì)假肢自然語音交互系統(tǒng)使佩戴者和假肢通過自然語言溝通，實(shí)現(xiàn)對(duì)假肢動(dòng)作的控制。
　　針對(duì)智能上假肢佩戴者唯一的特性，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)智能上假肢特定人語音識(shí)別系統(tǒng)，采用特定人語音識(shí)別技術(shù)對(duì)智能上假肢進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確控制。系統(tǒng)能在語音波形實(shí)時(shí)顯示的同時(shí)，將均勻子帶方差和雙門限方法相結(jié)合進(jìn)行端點(diǎn)檢測，實(shí)現(xiàn)了在噪音環(huán)境下對(duì)語音信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測功能；為保證語音特征的準(zhǔn)確性和完整性，引入I-Mel濾波器和Mid-Mel濾波器對(duì)

3、傳統(tǒng)Mel濾波器進(jìn)行改進(jìn)，避免信息遺漏；最后采用全局最小值 DTW算法對(duì)參考模板和待識(shí)別指令進(jìn)行匹配識(shí)別。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)對(duì)短詞的平均識(shí)別率為97.25％，短句的平均識(shí)別率為96.83%，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制指令實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的識(shí)別，滿足系統(tǒng)應(yīng)用需要。
　　由于規(guī)定的語音控制指令不具有自然、靈活的交流特性，給佩戴者帶來諸多不便。本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)智能上假肢自然語言交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通過日常對(duì)話交流可實(shí)現(xiàn)對(duì)假肢的控制。首先獲取用戶語音對(duì)話并轉(zhuǎn)換為文字信

4、息，由LTP語言分析平臺(tái)進(jìn)行分詞、詞性分析等預(yù)處理操作；提取語句關(guān)鍵詞并進(jìn)行閾值分析，根據(jù)用戶表達(dá)特征對(duì)關(guān)鍵詞的智能排序；建立由詞袋、詞性、依存關(guān)系和核心詞組成的語句特征向量，并根據(jù)特征詞典為向量賦值，由Lib-SVM獲取問題分類；同時(shí)本系統(tǒng)建立假肢動(dòng)作知識(shí)庫從最新動(dòng)作知識(shí)表、假肢基本動(dòng)作知識(shí)表、假肢動(dòng)作自然語言知識(shí)表、假肢動(dòng)作答案組合知識(shí)表，實(shí)現(xiàn)假肢對(duì)知識(shí)的記憶、更新功能，提高回答準(zhǔn)確率。最后答案匹配完成后以語音對(duì)話形式給予用戶答復(fù)，