人工智能科普｜语音唤醒技术的原理是什么
姓名：张璐
学号：19021210845
转载自：https://www.toutiao.com/a6644766450860950024/
【嵌牛导读】 不少同学家里都有AI智能音箱产品，例如天猫精灵、小爱同学、小度等等。这些智能音箱不仅便捷了我们的日常生活，也因为他们或机智或逗比的回答，给用户带来了不少欢乐。
【嵌牛鼻子】AI智能音箱、语音唤醒
【嵌牛提问】语音唤醒技术的原理是什么？
【嵌牛正文】
“天猫精灵。”“哎，在的，你说”
“小爱同学，定明天早上8点的闹钟。”“好的，已经帮你定好明天早上8点的闹钟”
不少同学家里都有AI智能音箱产品，例如天猫精灵、小爱同学、小度等等。这些智能音箱不仅便捷了我们的日常生活，也因为他们或机智或逗比的回答，给用户带来了不少欢乐。
这些智能产品中的一项重要的AI能力，就叫做语音唤醒。
首先，设备开启并自动加载好资源，这时它处于休眠状态。然后，当用户说出特定的唤醒词时，设备就会被唤醒，切换到工作状态等待用户接下来的指令。
这一过程中用户不需要用手接触，直接可以用语音进行操作，同时利用语音唤醒的机制，设备不用实时地处于工作的状态，从而节省能耗。
语音唤醒的应用领域比较广泛，例如机器人、手机、可穿戴设备、智能家居、车载等。几乎很多带有语音功能的设备，都会需要语音唤醒技术作为人和机器互动的一个开始或入口。不同的产品会有不同的唤醒词，当用户需要唤醒设备时需要说出特定的唤醒词。
定义
语音唤醒在学术上被称为keywordspotting(简称KWS)，吴老师给它做了一个定义：在连续语流中实时检测出说话人特定片段。
这里要注意，检测的“实时性”是一个关键点，语音唤醒的目的就是将设备从休眠状态激活至运行状态，所以唤醒词说出之后，能立刻被检测出来，用户的体验才会更好。
那么，该怎样评价语音唤醒的效果呢？通行的指标有四个方面，即唤醒率、误唤醒、响应时间和功耗水平：
➤唤醒率，指用户交互的成功率，专业术语为召回率，即recall。
➤误唤醒，用户未进行交互而设备被唤醒的概率，一般按天计算，如最多一天一次。
➤响应时间，指从用户说完唤醒词后，到设备给出反馈的时间差。
➤功耗水平，即唤醒系统的耗电情况。很多智能设备是通过电池供电，需要满足长时续航，对功耗水平就比较在意。
语音唤醒的技术路线
经过长时间的发展，语音唤醒的技术路线大致可归纳为三代，特点如下：
第一代：基于模板匹配的KWS
训练和测试的步骤比较简单，训练就是依据注册语音或者说模板语音进行特征提取，构建模板。测试时，通过特征提取生成特征序列，计算测试的特征序列和模板序列的距离，基于此判断是否唤醒。
第二代：基于HMM-GMM的KWS
将唤醒任务转换为两类的识别任务，识别结果为keyword和non-keyword。
第三代：基于神经网络的方案
神经网络方案又可细分为几类，第一类是基于HMM的KWS，同第二代唤醒方案不同之处在于，声学模型建模从GMM转换为神经网络模型。第二类融入神经网络的模板匹配，采用神经网络作为特征提取器。第三类是基于端到端的方案，输入语音，输出为各唤醒的概率，一个模型解决。
语音唤醒的难点
语音唤醒的难点，主要是低功耗要求和高效果需求之间的矛盾。
一方面，目前很多智能设备采用的都是低端芯片，同时采用电池供电，这就要求唤醒所消耗的能源要尽可能的少。
另一方面，用户对体验效果的追求越来越高。目前语音唤醒主要应用于C端，用户群体广泛，且要进行大量远场交互，对唤醒能力提出了很高要求。
要解决两者之间的矛盾，对于低功耗需求，我们采用模型深度压缩策略，减少模型大小并保证效果下降幅度可控；而对于高效果需求，一般是通过模型闭环优化来实现。先提供一个效果可用的启动模型，随着用户的使用，进行闭环迭代更新，整个过程完成自动化，无需人工参与。
语音唤醒的典型应用
语音唤醒的应用领域十分广泛，主要是C端产品，比如机器人、音箱、汽车等。比较有代表性的应用模式有如下几种：
➤传统语音交互：先唤醒设备，等设备反馈后（提示音或亮灯），用户认为设备被唤醒了，再发出语音控制命令，缺点在于交互时间长。
➤One-shot：直接将唤醒词和工作命令一同说出，如“叮咚叮咚，我想听周杰伦的歌”，客户端会在唤醒后直接启动识别以及语义理解等服务，缩短交互时间。
➤Zero-shot：将常用用户指定设置为唤醒词，达到用户无感知唤醒，例如直接对车机说“导航到科大讯飞”，这里将一些高频前缀的说法设置成唤醒词。
➤多唤醒：主要满足用户个性化的需求，给设备起多个名字。
➤所见即所说：新型的AIUI交互方式，例如用户对车机发出“导航到海底捞”指令后，车机上会显示“之心城海底捞”“银泰城海底捞”等选项，用户只需说“之心城”或“银泰城”即可发出指令。
新手必知：vivo手机智能体感功能如何设置?
②、下滑打开相机：手机黑屏状态时可使用手指由上往下滑动一下打开相机
③、画c唤醒拨号：手机黑屏状态下在主屏幕画字母c直接进入到手机拨号界面
④、画m播歌：手机黑屏状态下在主屏幕画字母m直接播放音乐（此处是指手机自带音乐播放器）
⑤、横划切歌：手机黑屏状态下使用手指在主屏幕左右滑动切换歌曲（滑动时需平行于手机底边）
⑥、画e唤醒浏览器：手机黑屏状态下使用手指在主屏幕画字母e打开手机浏览器（此处是指手机自带浏览器）
⑦、画o唤醒QQ：手机黑屏状态下在主屏幕使用手指画字母o打开手机QQ（此处QQ是针对手机版QQ，为了更好的使用此功能，建议不要安装多个版本的手机QQ）
⑧、画w唤醒微信：手机黑屏状态下在主屏幕使用手指画字母w打开微信
⑨、录入手势：此项中可自己设定一些手势打开应用程序
a、快速打电话：可自行设置手势给固定的联系人，在手机黑屏的状态下在主屏幕画您设定好的手势，则可直接给您设置手势的联系人拨打电话
b、打开应用：可自行设置手势打开手机黑屏状态需要打开的应用程序
2、隔空操作：此处可设置对手机隔空进行一些操作
①、熄屏查看：黑屏状态下，用手划过手机感应器上方，屏幕会自动点亮，查看手机的状态（手机需静止平放）
②、隔空解锁：黑屏状态下，用手划过手机感应器上方，自动解开屏幕锁
3、智能亮屏熄屏：
①、拿出口袋亮屏：手机拿出口袋后自动亮屏
②、智能保持亮屏：手机前置摄像头会自动检测到您的脸部，当您的脸部对着手机屏幕时，屏幕会保持长亮
注意事项：
以下情形，该功能可能会失效：
a、脸部没有正对屏幕
b、前置摄像头被遮挡
c、在强光或者黑暗处使用
d、强制摄像头被其他程序占用
③、双击熄屏：双击手机主屏幕手机自动熄屏
4、智能通话：
①、智能呼叫：在联系人详情、短信会话和通话记录简介界面，把电话靠近耳朵可直接呼叫该联系人
②、智能接听：来电时将电话靠近耳朵可自动接听电话
③、智能切换：在免提通话时将手机靠近耳朵则自动切换为听筒接听
④、捂住屏幕静音：来电响铃时，捂住手机屏幕自动静音
⑤、拂过免提接听：来电时用手掌拂过手机顶部上方，则自动免提接听电话
5、倾斜手机缩放图片：使用单指按住图片前后倾斜，图片可放大或缩小
6、智能提醒：拿起手机就会获得未接来电和未读短信的提醒
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所有手机人工智能怎么唤醒(所有手机人工智能怎么唤醒屏幕)
vivo手机人工智能怎么呼唤？语音助手的唤醒方法：
1、开启语音唤醒后直接对准手机说出唤醒词；
2、熄屏状态下长按AI按键或耳机线控键进行唤醒；
3、无AI按键的机型可长按电源键唤醒“Jovi语音”
4、长按后台键唤醒“Jovi语音”（需开启导航键）。
华为手机的人工智能叫什么？怎么呼唤出来？
您可以通过如下任意一种方式唤醒智慧语音。
一、长按电源键1秒
1.进入设置智慧助手智慧语音电源键唤醒，开启电源键唤醒开关。
2.长按电源键1秒即可唤醒智慧语音，长按电源键3秒关机。
二、说出唤醒词
1.进入设置智慧助手智慧语音语音唤醒，开启语音唤醒开关。
2.按照屏幕提示录入唤醒词。
3.录入后，您只要大声说出唤醒词“小艺小艺”，即可唤醒智慧语音。
oppo的人工智能怎么唤醒Breeno语音（小布）是OPPO手机的语音助手，小布具备目前市场上主流的语音助手软件所内置的功能。通过以下两种方式唤醒小布后，可查询天气、预定外卖、发短信、打电话、定闹钟等。
两种唤醒方式
进入「设置BreenoBreeno语音」页面：1、语音唤醒：打开“语音唤醒”按钮，录入唤醒词，根据页面提示，录入您的声音；用“你好小布”“小布小布”或“嘿Breeno”唤醒。
2、手动唤醒：打开“长按电源键0.5秒唤醒”按钮，长按电源键0.5秒即可唤醒。
温馨提示：
1、由于语音唤醒功能和手机硬件及系统软件相关，目前部分机型暂不支持该功能，具体以手机实际操作界面显示的为主。
2、版本为7.4.0以上Breeno语音已更名为“小布助手”。
本回答适用于所有OPPO机型。
iqoo人工智能怎么唤醒以下是设置Jovi语音助手的方法：
1、进入设置--Jovi--（Jovi能力设置）--语音助手--（唤醒设置），开启语音唤醒，选择唤醒词，点击开始训练（若没有此开关，则表明机型不支持语音唤醒）；
2、根据提示进行录入唤醒词，此操作需要重复5次：
3、录入5次后会显示唤醒词录入成功，说出唤醒词即可唤醒Jovi助手；
语音助手的唤醒方法：
1、开启语音唤醒后直接对准手机说出唤醒词唤醒；
2、熄屏状态下长按AI按键唤醒；
3、无AI按键的机型可进入设置--Jovi--（Jovi能力设置）--语音助手--按键唤醒--分别设置按电源键唤醒、后台键唤醒、线控耳机唤醒、蓝牙耳机唤醒等方式唤醒。
小米手机机器人怎么唤醒1、语音唤醒
这是一个非常简单方便的小爱同学唤醒方法，当我们需要使用小爱同学的时候，我们只需要动动嘴就可以唤醒小爱同学，无需其他任何的操作。
2、长按手机HOME键唤醒
在我们的小米手机中，如果想要快速唤醒小爱同学的话，我们还可以通过长按手机【home键】来唤醒小爱同学。
小爱同学是小米旗下的人工智能语音交互引擎，智联万物的AI虚拟助理。搭载在小米手机、小米AI音箱、小米电视等众多小米生态链设备中，在个人移动、智能家庭、智能穿戴、智能办公、儿童娱乐、智能出行、智慧酒店、智慧学习共八大类场景中使用。
2020年11月，在小米开发者大会上，小爱同学5.0正式发布，小爱同学从语音助手升级为智能生活助手，并带来五大AI场景能力升级：全场景智能协同、对话式主动智能、定制化情感声音、多模态融合交互、智慧学习好助手。