『科技头条』研究小组为智能音箱开发语音定位技术

聪明的演讲者-思考，亚马逊Alexa或谷歌主页-提供了各种各样的能力，以帮助腾出我们的时间和我们的手。 我们可以在刷牙的时候听到早晨的消息，在挑选外套的时候要求一份天气报告，同时为烤箱设置一个计时器，同时处理两个热锅。 根据Voice bot.ai的说法，Alexa正在支持全球超过10万项技能，但它还没有掌握的一项任务是确定家庭中的用户位置。

这一定位任务是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟研究小组最近发表的论文“声音定位使用附近的墙反射”的重点。 这项工作被第26届移动计算和联网问题国际年度会议接受。 在本文中，由协调科学实验室研究生盛申领导的团队探索了VoLoc的发展，这是一个使用Alexa上的麦克风阵列以及人类声音的房间回声的系统，以推断家庭内部的用户位置。

了解用户在家庭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，在收到“打开灯”或“提高温度”等命令后，Alexa目前必须猜测命令的核心是哪个灯和房间。 使用一种称为反向三角测量的技术，沈和顾问RomitRoy Choudhury越来越接近语音定位。

“将这种技术应用于智能扬声器需要相当多的挑战，”沈，一个电气和计算机工程(ECE)的学生分享。 “首先，我们必须将人类的直接声音和每个房间的回声与麦克风录音分开。 然后，我们必须准确地计算每个回波的方向。 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。”

VoLoc通过一个“对齐和取消算法”来解决这些障碍，该算法迭代地隔离每个到达的语音信号的方向，并从它们中反向三角定位用户的位置。 房间几何的某些方面是自发学习的，然后有助于三角测量。 虽然这是一个重要的突破，沈和罗伊·乔杜里计划尽快将研究扩展到更多的应用。

他说：“我们下一步就是建立智能音箱的参照系。 “这可能意味着将VoLoc提供的位置叠加在平面图上，以确定用户在洗衣房。 或者，如果智能扬声器在与语音命令相同的位置接收洗衣机和烘干机发出的声音，就可以得出相同的结论。

CSL教授和W.J.Roy Choudhury说：“这些影响很重要。 “Jerry”Sanders III-高级微型设备，电气和计算机工程学者。 位置可以帮助Alexa提高语音识别，因为可以加载不同的语音词汇和模型。 例如，像“添加到购物列表中的紧急”这样的命令可能没有意义，但是如果Alexa知道用户在洗衣房，Alexa可能能够推断出用户实际上说`在购物列表中添加洗涤剂”。

沈和罗伊·乔杜里承认，这项技术可能进一步侵蚀隐私，允许亚马逊和谷歌等更密切地关注我们的家庭和日常生活。 然而，他们也认为这些好处是至关重要的，因为上下文感知的智能设备可能成为高级独立生活的关键支持技术。

例如，这项技术可以用来提醒一个独立生活的祖父母，当他或她通过药柜时服用他们的药物，或者提醒一个孩子，当他们跑出浴室时，水龙头还在运行。

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