面向智能家居的语音交互设计评估体系研究

发布时间：2020-11-21 03:54

　　人工智能技术大范围的应用普及让智能家居系统逐渐为大众知晓,其中智能语音系统被认为是智能家居系统中重要的交互枢纽之一,成为了智能家居系统的重点发展方向。随着智能语音音箱、家用机器人、语音电视等智能家居产品的丰富,如何评估一款智能家居语音产品的设计情况是一项值得研究的课题。以往的评估研究通常是从技术角度进行效率、成功率等客观技术指标的测量来评判系统性能的优劣。缺乏从人们实际的使用体验出发,通过用户使用感受进行的人机交互研究。智能音箱是目前智能语音交互领域发展最成熟、应用最广泛的系统。本文选择市场份额最高的7款智能音箱产品,对其中69项常用任务进行研究,通过文献分析法收集了 51评估指标后,使用结构方程模型构建了面向智能家居语音系统的交互设计评估体系。通过因子分析在51项评估指标中提取出了引导方式、引导效率、交互效果、语音识别、视听效果、可用性、内容丰富度、系统控制、反馈形式9项主成分因子。通过结构方程模型构建并量化了潜在变量和观测变量间的影响关系,其中引导效率、交互效果、可用性、语音识别、反馈形式、视听效果对用户的使用体验具有较强的影响能力,而系统控制、内容丰富性、引导方式的影响能力相对较小。文末,以HomePod和天猫精灵方糖为例,应用研究得出的主要评估指标对两款智能音箱进行设计评估,并通过差异性检验来验证研究提取的主要评估指标的有效性。研究的成果能够为智能家居语音系统的交互设计评估提供预估和参考,尤其在中文智能家居语音领域更具切实的参考意义。研究结论有两方面的体现:产品设计的评估,用于评估现有的智能家居语音系统的交互设计情况;设计方案的预测,用于智能家居语音系统开发时的交互设计方案的效果预测。受实验条件所限,本文实验在选择用户和场景是较为单一,后续若能够拓展更多的研究环境,获取更多的研究数据,就能不断的修正出更好的模型。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU855
【部分图文】：

潜在变量,智能家居,系统可用性,语音

变量确定；系统控制由功能的完善度、反馈的有效性、控制能力、反馈的速度、??查询的精准度５个观测变量确定；反馈形式由多通道交互和一致性２个观测指??标确定。观测模型与潜在模型的解释情况如图４－１所示。??「――?＿?：．?＇?＼?￣ｉＭｇａ??图４－１潜在变量之间关系的研究假设??根据研宄假设，潜在变量之间的解释关系也表现在上图中，智能家居语音系??统的引导效率受到交互效果和语音识别的影响，系统可用性受到内容丰富度、系??统控制能力的影响，系统的视听效果受到可用性的影响，智能语音交互的效果受??到语音识别和系统控制的影响，而语音识别受到引导方式的影响，智能家居语音??系统的反馈形式会受到交互效果的影响。结构方程模型的基础结构建立完成，通??过偏最小二乘法的结构方程模型算法计算观测变量和潜在变量之间的贡献情况，??探索指标对语音交互体验的影响能力差异。通过ＰＬＳ模型的计算，观测变量与??潜在变量之间的贡献情况如图４－２所示

语音识别,成分,搜索精度,可用性

．，?ｏｃｎ?可靠性（１８７．?３９９）、搜索精度（８２．?９果－＞反馈开夕式?２．８５９?〃一，?—?／确率（７０．?０１４）、无障碍交流（６６。，口＆十?可靠性（８０６．?１９１）、搜索精度（４１３．果－＞?引导效率?１４．２５７??准确率（３４９．?１４０）、无障碍交流（３功能完善度（１３０．?５２３）、反馈制－〉父互效果?４．３３３?，?、（１１９．８８５）、反馈的有效性（１１８．ｉｍｕｕ?功能完善度（６１．?８７３）、反馈控制－＞可用性?２．０５４?Ｉ．Ｕ－?／（５６．?８３０）、反馈的有效性（５６．??＋?士?自主学习能力（２７．?８７０）、知识管富度－＞?可用性?２．４８０??（２６．?８９１）、相关联的搜索（２６．?潜在变量之间的贡献情况和观测指标的直接与间接贡献情况，，??＿?＿灵活性??

语法,有效性,成分,效果

?？互动能力??？界面的用语?？符合使用习惯??图４－４视听效果的影响成分??对于视听效果，“易用性”、“实时性”两项评估指标具有较高的间接影响能??力，其中易用性指标更具影响能力；??无障碍交流＿????３．６％??搜索精度＿??４．６％?，?＿??语法分析??可靠性——１３＿１％??１０．３％?隐喻的识别??准醇—＾?．?６－７％??３．８％?＿?＇??交互效果??—＾?麗—功能完善度??反ｔ贝的有效注——２０．５％??１８．６％??反馈的速度??１８．８％??语法分析?鲁隐喻的识别?？功能完善度??反馈的速度?反馈的有效性?准确率??？可靠性?？搜索精度?？无障碍交流??图４－５交互效果的影响成分??对于交互效果，“功能完善度”、
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