小 型 微 型 计 算 机 系 统
Journal of Chinese Computer Systems
2010年 7月 第 7期
V01.31 No.7 2010
服务机器人 的语音情感识别 与交互技术研究
袁 健 ,贺 祥 ,许华虎。,冯肖维 ,刘 玲
(上海大学 计 算机工程 与科学学院 ,上海 200444)
(上海大学 机电工程 与自动化学院 ,上海 200444)
(上海大学 计算 中心 ,上海 200444)
E·mail:jianyuanchn@gmail.com
摘 要 :分析语音情感识别技术 的发展现状和 关键技术 ,将基 于隐马 尔可夫模型的语音情感识别方法应用在机 器人 中,目的在
于使机 器人 能够识别人的语音信 号中的情感信息 ,并做 出相应 的情感表达.这在 我们研 制 出的服 务机 器人 中得到 了较好 的应
用 ,该机 器人 能够识 别人 的语音情 感并能与人进行一定的交互.
关 键 词:语音情感识别 ;服务机器人 ;情感机器人
中图分 类号 :II ̄912 文献标 识码 :A 文 章 编 号 :1000-1220(2010)07-1466-04
Study on the Speech Emotion Recognition and Interactive Technology of Service Robot
YUAN Jian 。眦 Xiang ,)(U Hua-----hu ,FENG Xiao-wei2
,
删 Ling
(College ofComputerEngineering andScience,Shanghai University,Shanghai200444,China)
(College of Mechatronics Engineering andAutomation,Shanghai University,Shanghai200444,China)
(ComputerCenter,Shanghai University,Shanghai 200444,China)
Abstract:Tllis paper analyzes the development and key technologies of spe ech emotion recognition technology.then applies the
spe ech emotion rec ognition techn ology based on H删 to robot.1]he purpose is to enable the robot to recognize and tO understand the
emotional information that lies in speech sign al an d then to give the corresponding emotion expression through speech,facial expres-
sion,body action and SO on. e pape r gives th e印 pfication of applying the speech emotion recognition and interactive techn ology tO
service robot.Thus it form s natural and user-friendly intemction an d establishes friendly human —machine interaction environment.
Key words:spe ech emotion recognition:service robot;emotion robot
1 引 言
服务机器人是一种半 自主或全 自主工作 的机器人 ,它能
完成有益于人类 的服 务工 作 ,但 不包 括从 事 生产 的设备 ….
与工业机器人注重精密、快速和高效相 比,服务 机器人则更重
视安全可靠和使用方便 ,这是 因为 服务机 器人更贴 近人 类 的
日常生活.
语音情感识别就是从语音信号中识别出说话人的情感信
息 ,它是情感机器人 中情感识别系统的一个重要组成部分 .情
感机器人 是指具有人类智能 的机器人 .它从 人类 中成 长 ,学习
人类 的技 能,与人类 拥有共 同的价值标 准 ,可以看成是人类思
维 的后代.这里所说 的人类 智能 ,是一种广 义上 的智能 ,它不
但包括一定 的智商 ,同时 还具有 一定的”情 商”l2 J.语音情感
识别在 自然人机交互 、多媒体分段与检索 、安全系统 自动监管
等方 面有着广泛 的应用前景.比如,用于 自动远程电话服务中
心,及时发现客户的不满情绪 ;用于远 程教学 和婴儿教育 ,
及时识别学生 的情绪并做出适当的处理 ,从 而提 高教学质量 ;
也可 以用于刑事侦察中自动检测犯罪嫌疑人的心理状态 以及
辅助测谎 …等.
本文介绍了 VC++开发环境 下服务 机器人 的语音 情感
识别和语音交互系统的实现 ,通过实验表明 ,机器人能够识别
人的情感并能与人进行友好的交互.
2 语音情 感识别的研究现 状
在 1972年 ,Williams发现人 的情感 变化对语音 的基 音轮
廓有很大的影 响 ,这是国外最早的语音情感方面的研究之一.
近年来研究最活跃 的是美 国麻省理工学 院媒 体实验 室.1990
年 ,麻省理工学院媒体实验室构造 了一个 ”情感编辑 器”对外
界各 种情感信号进行采样 ,如人的语 音信 号、脸部表情信 号等
来识 别各种情感 j.1996年 日本东 京 Seikei大学 提 出情 感空
间的概念并 建立 了语音 情感 模型.2000年 ,Maribor大学 的
Vladimir Hozjan 研究了基于多种语 言 的语 音情感识别 J.国
际语音通信协会(ISCA)为此也做了很大的贡献,现在该协会
每两 年举办 一 次 的Eurospeech或Interspeech国 际会 议 ,是语
收稿 日期 :2009-03·16 基金项 目:国家 ”八六三”高技术研究发展计划项 目(2007AA041604)资助 . 作 者简介 :袁 健 ,男 ,1985年 生,硕士
研究生 ,研究方 向为语音情感识别、多媒体技术 ;贺 祥 ,男 ,1984年生 ,硕士研究生 ,研究方 向为机器视 觉;许华虎 ,男 ,1966年 生 ,教授 ,博 士,
CCF高级会员 ,研究方 向为多媒体技术、CIMS、网络 等;冯 肖维 。男 ,1982年生 ,博士研究生 ,研究方 向为智能机器 人控制等 ;刘 玲 ,女 ,1977年
生 ,研究方向为网络管理.