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轻生活科技董事长陈芒先生受《中国照明》编辑部邀请，为中国照明电器协会撰写一篇文章——《离线语音技术助力照明行业“中国智造”》，文章在《中国照明》2023年9月月刊上正式发表。文章以离线语音识别技术为主题，深入探讨了该技术在智能家居领域，特别是在照明产品中的应用及发展前景。
2023年5月10日至12日，由中国照明电器协会主办的CLITI中国(深圳)照明产业链科技创新展览会在深圳国际会展中心举行;一个月后，即6月9日~12日，广州国际照明展览会(光亚展)在广州的中国进出口商品交易会展馆举办。
很多照明行业的专业人士从这两场展会发现，离线语控技术在智能照明领域中的应用，成为2023年照明行业各大品牌厂商最为关注的热点，而这个热点有望迅速发展成为助推整个照明产业智能化升级的新动能。
本文作者是中国离线语音识别控制技术领域首个团体标准的发起人和起草专家组组长，将从离线语控技术的特点、离线语控技术与在线语控技术之间的差异和利弊，以及离线语控技术在照明领域的应用前景等多个维度，帮助大家了解并共同探讨离线语音控制技术在照明行业中应用的技术问题和发展前景。希望为照明行业经营者在产品设计和智能技术选用方面提供借鉴和参考，快速实现传统照明产品的智能化升级，以提升自身企业在激烈的市场竞争中保持优势。
2014年11月，美国亚马逊公司推出Echo智能音箱;2016年4月26日，深圳市轻生活科技和轻语音室内照明离线语音识别控制模块百度语音联合发布了“小播”智能语控音箱灯:2017年7月5日，阿里巴巴发布了“天猫精灵”智能音箱;以上产品都可以实现在线语音识别和控制。随后没有多久，中国的照明行业兴起了一股智能语音灯热潮:通过Echo或“天猫精灵”智能音箱的转控制，即可实现用语音指令控制灯具的便利。随后，中山一带的众多厂商，纷纷在自己的灯具产品中加入了专用的Wi-Fi模块，让灯具能够接受Echo智能音箱或“天猫精灵”智能音箱的转控制，以“智能语控灯”的概念进行宣传和销售。
早在2016年4月26日，深圳轻生活科技就发布了“伊丽莎白”离线语音识别控制台灯，不需联网，不需要智能音箱或智能手机的转控制，即可用语音指令直接控制该台灯的开、关、亮度调整和延时关灯功能。后来，市场便形成了在线语音识别控制灯具和离线语音识别控制灯具两类貌似相同，实质上却完全不同的两类产品的同台竞技。
经过大约6、7年的市场自由竞争，在线语控灯具的市场逐渐萎缩，而离线语控灯具的市场却快速发展起来了，以至于2023年，中国照明行业的头部品牌商纷纷推出了自己的离线语音识别控制灯具新品，从而引起了整个照明产业对离线语控技术的高度关注和效仿。
离在线方案的技术差异和在照明行业应用的利弊分析
1.实现语音识别功能的条件要求不同
在线语控技术方案要实现语控照明灯具的功能，要求使用环境必须有较好的Wi-Fi信号，而且还必须配备一个专门用来进行转控制灯具的智能音箱，被控制的照明灯具还必须具有与智能音箱通讯的能力，并且需要经过信号配对才能使用;使用过程中，Wi-Fi信号必须保证稳定，否则很难实现流畅的语控。离线语控技术方案要实现语控照明灯具的功能，不需要Wi-Fi环境，不需要APP，不需要智能手机，不需要智能音箱，也不需要配对信号，只要产品有正常供电，即可使用。从以上对比来看，作为比较传统的照明灯具采用离线语音识别控制方案，产品对使用环境没有过多要求，因此适应性更好，市场面更广一些。
2、语音识别控制的响应速度明显不同
在线语控技术方案，其工作原理是在智能音箱上有一组由若干个麦克风组成的麦克风阵列，用户发出的语音指令被这组麦克风拾音之后，马上录下来，压缩成一个数据包，经由Wi-Fi路由器将数据包发送到云端，并在云端通过语音搜索引擎进行语音识别和匹配，得到正确的识别结果，压缩成一个数据包，通过网络发回到智能音箱上，由智能音箱解码后，发出控制指令，同时播放回复语音频。整个线上线下往返处理过程，一般情况下大约需要2~5 秒的时间。如果环境的 Wi-Fi信号不强，可能需要更长的响应时间;如果因 Wi-Fi信号很差，或者出现网络断网等情况，则会出现语控功能完全无法使用。
离线语控技术方案，其工作原理是在本地的AI芯片上实现语音识别，识别后立即发出控制指令，整个过程耗时大约只需0.2秒，比正常人的反应速度0.3秒还要快，因此我们会感觉到“话刚说完灯已开了”。从以上的响应速度指标来看，离线语控方案更适合应用于照明灯具上。
3、用户需要为语控功能付出的综合使用成本不同
在线语控技术方案需要有Wi-Fi环境才能使用，还需要有智能音箱进行转控制才能使用，综合使用成本比较高;离线语控技术方发不需要任何附加设备，用户的综合使用成本非常低。照明行业是竞争非常充分的成熟行业，提升用体验感的同时，还应该想方设法让客户少花钱
4. 商家或品牌商的售后服务成本有较大的差并
应用在线语控技术方案的产品销售之后，由于霜要配套智能音箱转控制,首次使用需要配对信号雷要安装APP，设置各种密码，对于老年人和小孩来说，用户体验不太友好，特别是在Wi-Fi信号不太好的环境下使用，用户体验非常糟糕。商家或品牌商需要付出比较大的售后服务成本。在国际市场上或电商市场上，可能还会面临较大的无理由退货率。应用离线语控技术方案的产品销售之后，由于使用简单、方便，不需任何信号匹配，基本上插电即用，因此没有什么售后服务成本。
5、唤醒名的品牌宣传附加值不同
在线语控技术方案需要依赖亚马逊、谷歌、阿里、百度、小米等云端平台才能工作，产品的唤醒名基本上都是由平台提供的统一名称，如“天猫精灵”、“小爱同学”等，照明灯具厂商、品牌商无法按照自身品牌要求灵活设置,为他人品牌做嫁衣，总是心里不甘，却又无可奈何。平台的设备上，因此对用户来说，存在极大的隐私泄露风险。
6、隐私安全问题有天壤之别
在线语控产品在使用过程中，如果遇到黑客人侵或云端平台的有意监控，用户身边的智能音箱就会变成24小时的声音监控器，而且可以随时将用户的语音交谈内容变成文字记录，永久存在黑客或平台的设备上，因此对用户来说，存在极大的隐私泄露风险。离线语控产品不需要连网工作，不存在隐私安全问题。
7、技术开发的出发点不同
亚马逊开发“Echo”、阿里贴钱销售“天猫精灵”，百度力推“小度音箱”，还有小米低价销售“小米智能音箱”，仔细分析这些平台竭力销售这些智能音箱,以及提供各种娱乐音频资讯的动机，我们会发现他们并不是为客户解决真正的痛点，而是为了抢占语音搜索的入口，为了让用户订阅更多的音频资讯，同时采集用户的各种数据。平台敢于拼命砸钱是为了抢夺稀缺的语音搜索入口资源，以及用户背后的大数据金矿。这就很容易理解为什么各语音搜索平台刚推出产品，就迫不及待地引导用户用语音点歌、点餐和购物了。
离线语控技术方案天生就是为了解决用户的痛点，只有为客户提供更多方便才有存在的价值，其背后没有任何大数据金矿可挖掘，因此必须将用户体验做到极致，用户才会买单。
离线语控技术在智能照明行业中的应用，具有比较明显的优点，但还需要充分了解各种不同语控技术方案的特点，结合照明灯具的使用场景，才能让最终的语控灯具有更好的用户体验。
离线语音识别控制技术方案的核心是AI芯片和算法。AI芯片的资源有大有小，算力有高有低，语音识别和语音的前端处理算法也有各种不同的侧重点，软件和硬件的设计，还有语音指令集的设计回复语的设计、人机对话和控制功能实现的内在工作逻辑，与产品的使用场景、目标市场区域、目标使用人群、品牌定位等都有密切的关系。
以下就结合智能照明市场的需求和离线语控方案的特点进行逐一说明。
1、通用型离线语控方案
照明行业属于传统的行业，供应链的分工非常细，各环节的厂商都只做本专业环节的生产加工，因此基本上很少有哪一家企业会配备齐全的软硬件开发工程师,将产品从头到尾进行原创性技术开发而离线语控技术方案要在智能照明产品上用得好需要解决软件、硬件、声学结构设计、电源驱动、认证要求、生产工艺设计、人机交互设计(含唤名和指令集设计)、用户体验提升等问题，这是一个非常综合的设计过程，绝大部分照明灯具厂商都无法独力完成。特别是一些小微灯具制造型企业都会寻找一些成熟的通用型离线语控方案，实现套壳即用的目的。这类方案基本上是标准方案，使用通用的唤醒名和通用的指令集，不需做个性化设计改动，比较容易落地。
不过也有一些品牌商,产品有自己的设计风格也有较高的质量要求。这类客户虽然也会选用通用性离线语控方案的基本功能，但是一定会有一些具有品牌特色的个性化要求，因此必须采用经过方案商精心策划和设计过的高端方案，其最终实现的产品的用户体验，必然会比普通的方案优秀很多。
2、强降噪型离线语拉方案
主要应用在风扇灯、浴霸这类照明产品上。产品本身有电机的震动干扰，有风噪的干扰，可能还有人声、电视机声、抽风机声、水声、洗衣机声等各种强干扰。用在这类产品上的离线语控方案，就必须拥有强大的算力，并采用具有强降噪效果的算法，才能将多种噪音处理干净，达到理想的语音识别效果。
3、消回声型离线语控方案
主要应用在带有音箱播放功能的多功能灯具上。这类方案的特点是芯片本身会自动监测喇叭播放的音频，并将该音频进行抑制，以便随时听取唤醒名和其他语控指令，实现在喇叭播放着音乐的情况下，照样可以用语音打断喇叭的播放，实现对产品的照明功能或其他功能的语音识别控制。
4、带蓝牙功能的离线语控方案
这类方案主要是为一些带有小程序控制的语控灯具开发的。
AI芯片上原本就具备BLE通讯功能可以通过BLE与智能手机连接，当用户不想用语音控制功能的时候，打开手机上的小程序，仍然可以对照明设备进行精准控制。
5、红外遥控离线语控方案
这类方案增加了红外遥控功能，主要是增加了红外遥控空调设备的功能,既可以用语音控制灯具也可以用语音遥控空调的各种基本功能，如“打开空调”、“打开扫风”、“23 度”、“太冷了”、“太热了”“制冷模式”、“抽湿模式”、“一小时后关空调”等各种空调遥控功能，这类方案已经将中国存量市场上所能见到的98%以上各种品牌和机型的空调红外码库都集成在 AI芯片里面，对大多数主流品牌的空调机型，只需说出空调品牌的名称，即可完成空调遥控器的“一句话自动配对”，从此扔掉遥控器，实现随时语音遥控。这类方案特别适合应用在多功能智能灯具产品上、非常实用能为智能灯增加更多的附加价值。
6、可自定义唤醒词和指令的离线语拉方案
中国有8大方言体系，各地的方言差异极大而标准的离线语控技术方案，一般只能识别二级Z等以上的普通话，无法同时识别其他方言。一些生活在方言地区的用户，希望能买到可以识别其本地方言的语控智能灯具。可自定义唤醒词和指令的商线语控方案，完美地解决了以上客户的痛点。这类方案，主要应用了类似声纹识别的算法，用户只需预先录制一次唤醒名或指令句，可自定义唤醒词和指令的离线语控灯具今后就能识别出与预先录制内容相同的唤醒名或指令句，从而轻松实现用方言识别和控制照明灯具的各种功能。
7、小语种离线语控方案
中国的离线语音识别控制技术应用，在全球范围内已经处于遥遥领先地位。由于跨境电商的强有力推动，这两年全球各国的照明行业销售商纷纷前来中国寻找小语种离线语控灯具。由于每种语言的语音识别算法，都需要采集大量语音素材，建立语音模型数据库，然后才能进行开发，这是一项耗资耗时庞大的工程。随着语音识别算法的不断优化和快速迭代，目前轻生活科技已经率先实现小语种离线语音识别定制市场运营了，具体来说，就是针对些小语种市场，如果能够在目标市场，按照轻生活科技的要求，采集200~500人的语音指令素材轻生活科技就能用这些专用语音素材，训练出识别效果可以被市场接受的小语种离线语控方案。这种技术目前已经有了日语、韩语、朝鲜语、泰语、越南语、印尼语、孟加拉语等照明灯具的成功实施案场
8、特种声音识别语控方案
这是可识别呼救声、婴儿哭声、鼾声等特殊声音的方案，一般用于独居老人、养老院、学生宿舍和学校厕所
(防止校园霸凌事件)、婴幼儿监护、止鼾枕头等类型的项目上，也有跟灯具结合为一体的应用。
由于每个人都离不开照明产品，因此照明行业是一个特别大的行业。在照明领域中，消费者能够找到最传统的产品，也能找到最智能最时尚的产品。
在2016年4月26日，轻生活科技与百度语音共同发布的两款语音识别控制产品，两款产品都带有语音识别控制灯的功能，其中有一款“伊丽莎白智能语音灯，堪称为离线语音识别控制技术领域的经典之作，此后若干年，几乎所有做语音技术开发的公司，都会买一台“伊丽莎白”回去研究借鉴。
为什么专注做离线语音识别技术方案的轻生活科技会如此看重照明行业?主要是看到离线语音识别控制技术在照明领域中，一定会有非常广阔的应用场景。
一般来说，语音识别控制技术的应用场景最好是比较安静的地方，家庭的环境一般都是比较安静的，特别是在卧室、书房等环境，特别适合使用语音识别灯具产品。
而适合应用语控技术的产品，通常应具备三个条件。第一是设备距离使用者距离比较远，至少在一米以上，不是触手可及的，才有必要用语音来控制;第二是使用频率比较高:第三是即使有误触发也绝不能有任何风险。这三个必要条件，基本上与照明灯具完全吻合。
此外如前文所述，在智能音箱刚刚兴起的阶段很多厂商都做过在线语控灯具。厂商和消费者被市场教育之后，都在寻找真正好用、易用的语控灯具而目前离线语控技术方案已完全成熟，品种非常丰富，人机交互的用户体验更好，成本更低。
从以上所述的这些情况来看，离线语音识别技术在照明领域的应用将有非常广阔的前景。而从2023年5、6月份两场中国照明行业的盛会上，大家对离线语音识别控制技术的高度关注来看，离线语控灯具显然会成为近几年智能灯具的发展新趋势。一项新技术要在一个行业中稳健发展，必须有相应的标准为之保驾护航。深圳市轻生活科技有限公司在2017年开始，发起了《家用及类似电器用中文离线语音识别控制模块技术规范》团体标准的超草工作，笔者本人担任该标准起草专家组组长。子在全球范围内，该领域没有任何成熟的标准可参考，因此制定该标准确实遇到了相当多的困难.
在此期间，轻生活科技从大量的原始数据中，找出了最合适的数据作为依据，制定了各种关键指标。幸运的是在此过程中，我们得到了中国科学院声学研究所首席科学家、语言声学与内容理解重点实验室主任、国家“杰青基金”获得者、博士生导师颜永红老师的指导，历经三年零一个月的时间，完成了这个标准的起草工作，于2020年7月21日由中国电器工业协会正式颁布。
2021年11月，一直关注离线语控技术在照明领域中应用的松下照明和轻生活科技共同发起了《离线语音识别控制室内照明技术规范》团体标准的起草工作，并得到了中国照明电器协会的大力支持和行业头部企业的积极参与，大家都看好离线语控照明灯具的未来市场前景。
笔者本人从事跟声音有关的工作已经超过30年，积累了一定的经验。作为轻生活科技的创始人最近几年有幸参与了《智能语音控制器通用安全技术要求》国家标准和《IEEEP2899》国际标准的起草工作。以上是我个人对离线语音识别控制技术在照明行业中应用的一些经验总结和思考，希望能起到抛转引玉的作用，欢迎照明行业的各位朋友上我共同探讨。
作者陈茫，超维实业&轻生活科技创始人，牵头起草《家电用离线语音识别控制模块技术规范》标准，参与起草《智能语音控制器通用安全技术要求》国家标准。作为300项国内外各种专利发明人，陈茫曾先后荣获深圳市福田区“杰出人才”和“福田英才”称号。
