智能扬声器(例如Amazon Alexa或Google Home)提供多种功能,可帮助我们腾出时间和双手。我们可以一边刷牙一边听到早晨的新闻,边挑选外套边询问天气报告,并为烤箱设置一个计时器,同时处理两个热锅。根据Voicebot.ai的说法,Alexa正在全球范围内支持100,000多种技能,但尚未掌握的一项任务是确定用户在家中的位置。

这项本地化任务是伊利诺伊大学厄本那香槟分校研究小组最近发表的论文“使用附近墙面反射进行语音本地化”的重点。这项工作被第26届国际移动计算和网络年度会议接受。在本文中,由协调科学实验室研究生Shen Shen领导的团队研究了VoLoc的开发,该系统使用Alexa上的麦克风阵列以及人声的房间回声来推断用户位置。在家里。

知道用户在家中的位置可以帮助智能设备更好地支持当前可用的技能。例如,在接收到诸如“打开灯”或“提高温度”之类的命令后,Alexa当前必须猜测哪个灯和房间是该命令的核心。沉和顾问Romit Roy Choudhury使用一种称为反向三角测量的技术,越来越接近语音本地化。

“将这种技术应用于智能扬声器会带来很多挑战,”电气和计算机工程(ECE)学生Shen表示。“首先,我们必须将直接的人声和麦克风录音中的每个房间回声分开。然后,我们必须准确计算这些回声的方向。这两个挑战都很困难,因为麦克风只是简单地记录了所有声音的混合体共。”

VoLoc通过“对齐和取消算法”解决了这些障碍,该算法反复隔离每个到达语音信号的方向,并与之反向对用户位置进行三角剖分。可自发学习房间几何形状的某些方面,从而有助于三角剖分。尽管这是一个重要的突破,但Shen和Roy Choudhury计划很快将研究扩展到更多应用。

Shen解释说:“我们的下一步就是建立智能扬声器的参考框架。” “这可能意味着将VoLoc所提供的位置叠加在平面图上,以确定用户在洗衣间内。或者,如果智能扬声器将洗衣机和烘干机发出的声音拾取到与语音相同的位置命令,可以得出相同的结论。”

该功能的可能性似乎是无限的,并且可以提高Alexa的当前能力。

CSL教授和WJ“ Jerry” Sanders III(高级微设备公司,电气和计算机工程学者)的Roy Choudhury说:“意义很重要。” “位置可以帮助Alexa改善语音识别,因为可以加载不同的语音词汇和模型。例如,诸如’向购物清单添加紧急’之类的命令可能没有意义,但是如果Alexa知道用户在洗衣服在房间中,Alexa可能可以推断出用户实际上说过“在购物清单中添加洗涤剂”。

沉和罗伊·乔杜里(Roy Choudhury)承认,通过允许亚马逊和谷歌等公司更深入地了解我们的家庭和日常生活,该技术可能进一步削弱隐私。但是,他们也认为收益是至关重要的,因为情境感知型智能设备可能成为支持高级独立生活等的关键技术。

例如,该技术可用于提醒独立生活的祖父母在他或她通过药柜时服用药物,或提醒孩子在浴室仍在运转时用完水龙头时要关闭水龙头。

“这不仅仅是解释语音命令,”沉说。“在照顾亲人方面,它也提供了额外的支持。”