智能音箱工作原理

征途上的倒影 · 发表于 2007-10-31 22:04:38

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什么是智能音箱

　　智能音箱，是一个音箱升级的产物，是家庭消费者用语音进行上网的一个工具，比如点播歌曲、上网购物，或是了解天气预报，它也可以对智能家居设备进行控制，比如打开窗帘、设置冰箱温度、提前让热水器升温等。

　　智能音箱产生背景

　　2016年美国的智能家居市场销售额为97亿美元，而中国仅有5.2亿美元。普及率的增长更是惊人，美国的数值为5.8%，而中国仅为0.1%。

　　由于是大洋彼岸的关系，也有不少人曾经对亚马逊Echo“夸张”的销售数据提出过质疑，就此也询问了国内某智能音箱生产商，他回答称：“2016年亚马逊Echo智能音箱的销售效果的确不错，在国内它总的生产量刚超过800万台，其中初期的Echo和简化版EchoDot差不多对半。国内销售量第一名可能只有它的1/100。”

　　智能音箱五大功能

　　1、语音交互体验
　　从最早的AmazonEcho智能音箱开始，基于alexa语音助手的超强交互一直是智能音箱最为核心的优势。

　　目前国内推出的智能音箱也在语音交互方面也进行了更加深入的研究，提升了智能音箱对于自然语义的理解。用户可以通过语音来操控智能音箱，从最基本的语音点歌，到相对比较复杂的上网购物，语音交互都是智能音箱的核心所在。

　　2、有声资源播放
　　音箱作为一种播放载体，自然离不开内容的支撑，而对于智能音箱来说，内容不再仅仅只是音乐一种，而是包括各类有声资源。

　　以京东智能音箱为例，通过与百度音乐、考拉FM、喜马拉雅FM、得到、今日头条、腾讯等的合作，在叮咚智能音箱上搭建了更多的音频内容，让用户有更多的内容可以在智能音箱上进行选择，满足用户对于内容的全方面需求。

　　3、智能家居控制
　　智能音箱一直被看作是未来的家庭智能控制终端，而这也是各大厂商十分看重的一点。

　　从现阶段的发展情况来看，智能音箱已经能够控制基本的智能家居设备，就像一个万能的语音遥控器，可以控制灯光、窗帘、电视、空调、洗衣机、电饭煲等智能家居设备。

　　不过这些功能的实现需要家居设备支持，所以在智能家居设备尚未普及的情况下，智能音箱想要成为家中的控制终端还需要很长一段时间。

　　4、生活O2O服务
　　生活服务也是智能音箱非常重要的一方面功能，可以通过与支付宝口碑、滴滴出行等第三方应用的合作，提供查询周边、餐厅促销信息、路况、火车、机票、酒店等信息。

　　通过自身依靠的强大电商平台，用户通过语音可以在音箱上是实现购物，或者借助第三方应用，实现其他类型的O2O服务。比如：打车、订机票、餐厅、查物流等，可以在不打开手机的情况下，进一步方面人们的生活。

　　5、生活小工具
　　基于家庭的使用场景，智能音箱还开发了一些非常实用的小工具。

　　如有些智能音箱，它拥有如计算器、单位换算、查限行、星座运势、留言机等小工具，在日常生活中用途还是很多的，而且相比人们常用的智能手机，智能音箱只需“动嘴”，自然也会更加方便。

　　目前智能音箱已经拥有非常丰富的功能了，但是对于智能音箱整体的行业来说，智能音箱依然处于初级阶段，最常用的功能还是听音乐，其他方面还需要进一步的完善，才能真正应用于日常生活。

　　智能音箱工作原理

　　智能音箱的工作原理

　　下面分别阐述智能音箱两大功能是如何实现的：

　　1）智能音箱提供内容和服务的工作原理：假设消费者向智能音箱发出“查询A到B的机票”的指令，智能音箱的语音交互系统通过语音算法本地处理单元和音频解码单元收集语音、降噪、识别唤醒词、将语音信号转为数字信号，之后将处理后的数字信号上传至云端服务器，云端服务器将进行语音数字编码识别和语义理解，随后通过调用机票预订数据库中的信息传递给智能音箱，智能音箱将上述数字信号通过音效单元还原为语音信号并播放出来。

　　2）智能音箱控制智能家居的工作原理：假设消费者向智能音箱发出“关闭电灯”的指令，智能音箱通过语音收集、语音识别后将语音数字编码通过云端服务器进行语义理解，并将得到的信息回馈回到家庭路由器，通过路由器广播这条控制指令，智能家居设备拥有各自唯一的IP号，智能家居能够识别指令中是否涉及自身的IP号，最终电灯的插座识别完成后，完成关闭电灯的指令。

　　智能音箱的智能语音交互系统是实现其智能化的关键技术，智能语音交互系统需要具备：1）远场识别，2）唤醒词唤醒，3）语音识别，4）语义理解。任何支持智能语音交互系统的设备都可以成为以语音作为媒介的控制中枢，因此除了智能音箱外，还可以运用于汽车、手机、可穿戴设备。

　　中国智能音箱的发展

　　1、中国市场处于萌芽期
　　中国的智能音箱市场目前与美国市场有一定差距，据Counterpoint估计，2017年中国智能音箱销量可能仅为200万台，而美国则高达1400万台。主要的四个原因：1）国内智能家居使用率低；2）国内智能家居的通讯协议尚未建立；3）中文的语音交互技术还不成熟；4）潜在用户对智能音箱的场景化需求较弱。

　　1）国内智能家居使用率低：2017年智能家居增长放缓，预计未来增速持续下滑。同时2017年Q1智能家居的活跃用户数量约为4500万人，总人数基数较少且环比增长仅为5%，智能家居的使用率较低，国内智能家居行业尚未被激活。

　　2）国内智能家居的通讯协议尚未建立：各个品牌体系的产品之间不兼容，比如京东的叮咚兼容微联平台和美的家居上的电器，部分兼容智米平台下的电器，因此京东的叮咚智能音箱面对市场上的电器产品能够兼容产品有限，大大损坏了智能家居电器互联的效果。

　　3）中文的语音交互技术还不成熟：Gartner分析师特雷西-蔡：“中文自然语言的理解与反馈现在还不成熟，因此人机对话还较为蹩脚。”由于目前大多数产品的语音识别能力较弱，影响了用户接受程度。

　　4）潜在用户对智能音箱的场景化需求较弱：百度深度学习实验室创始人余凯认为：中国人，尤其是年轻人，每天都忙于工作，因此他们在家里待的时间并不长，而智能音箱的主要使用场景在家里。由于在潜在用户的主要生活场景不是家庭住宅，因此对智能音箱的需求低。

　　2、京东叮咚智能音箱
　　目前我国较为成熟的智能音箱产品是京东的叮咚智能音箱。语音交互系统由科大讯飞提供，并在京东平台上销售，主要功能为：1）提供内容；2）提供应用服务；3）控制家居产品。

　　由于国内目前没有建立物联网通讯协议标准，目前叮咚智能音箱控制家居的互联通讯问题主要是通过家电品牌商加入京东微联的方式进行解决，具体合作模式是：家电品牌商申请京东微联，京东提供相应的技术方案，提供的技术方案包括“JD+智能音响解决方案”，在京东与家电品牌商完成产品的联合开发和联调测试后，由家电品牌商负责批量生产，并最终在京东平台上销售。

　　叮咚的推出增强了家电品牌商对京东的依赖程度，完善了京东在家电产品智能化升级过程中从产品设计到最终实现的闭环式布局。由于电商的竞争加剧，京东在家电产品的优势地位也受到其他电商平台的冲击，为此京东建立了京东微联，帮助传统家电品牌商实现智能化，而智能语音技术就是其中一项。为了实现语音控制，作为智能语音技术载体的智能音箱叮咚则由京东负责开发和生产。通过上述模式，京东升级了与家电品牌商的合作模式，京东推出的叮咚智能音箱是基于京东微联升级服务中的其中一项。

　　由于国内智能家居使用率低，国内智能家居的通讯协议尚未建立等原因，我国智能音箱的推广效果不及美国市场。我国的智能音箱推出更可能是出于电商平台增强家电品牌商黏性的考虑，以叮咚智能音箱为例，叮咚智能音箱的推出使得以语音控制京东微联旗下产品最终实现，吸引更多家电品牌商加入微联，增加京东平台的竞争优势。

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