Abstract
The offline voice control systems are becoming more prominent in the smart home environment because of their ability to deliver quick feedback, preserve the privacy of the user, and be able to function even without network connectivity. However, their usage has not been mainstreamed, due to restrictions on vocabulary, resistance to noise, and hardware performance. In this paper, the authors attempt to provide a critical assessment of the recent developments in offline voice control technology in smart homes. On devices with limited resources, it evaluates a variety of datasets, frameworks, embedded platforms, and algorithmic enhancements. Moreover, the paper examines the issues linked to the growth of vocabulary, audio variability, and privacy, as well as interoperability and compares offline and online paradigms in terms of a more detailed analytical framework. Among the emerging trends highlighted include lightweight keyword spotting, embedded spoken language understanding, neural processing units, and on-device personalization, as being crucial in the evolution of future systems. This paper summarizes the current situation and outlines the future trends of the offline voice control technologies as it is applicable to smart home usage by synthesizing recent achievements and pinpointing the current limitations of the technology.
Keywords
Edge AI
Embedded speech recognition
Keyword spotting
Offline voice control
Privacy
Smart Homes
TinyML
Abstract
تكتسب أنظمة التحكم الصوتي غير المتصلة بالإنترنت أهمية متزايدة في بيئة المنازل الذكية، نظرًا لقدرتها على تقديم استجابة سريعة، والحفاظ على خصوصية المستخدم، والعمل حتى بدون اتصال بالشبكة. مع ذلك، لم ينتشر استخدامها على نطاق واسع بسبب القيود المفروضة على المفردات، ومقاومة الضوضاء، وأداء الأجهزة. في هذه الورقة، يسعى الباحثون إلى تقديم تقييم نقدي للتطورات الحديثة في تقنية التحكم الصوتي غير المتصلة بالإنترنت في المنازل الذكية. وتُقيّم الورقة، على الأجهزة ذات الموارد المحدودة، مجموعة متنوعة من مجموعات البيانات، والأطر، والمنصات المدمجة، والتحسينات الخوارزمية. علاوة على ذلك، تتناول الورقة القضايا المرتبطة بنمو المفردات، وتنوع الصوت، والخصوصية، بالإضافة إلى قابلية التشغيل البيني، وتقارن بين نماذج التحكم غير المتصلة بالإنترنت والمتصلة بها من خلال إطار تحليلي أكثر تفصيلًا. ومن بين الاتجاهات الناشئة التي تم تسليط الضوء عليها: تحديد الكلمات المفتاحية بشكل مبسط، وفهم اللغة المنطوقة المدمج، ووحدات المعالجة العصبية، والتخصيص على الجهاز، باعتبارها عناصر حاسمة في تطور الأنظمة المستقبلية. تلخص هذه الورقة الوضع الحالي وتحدد الاتجاهات المستقبلية لتقنيات التحكم الصوتي غير المتصلة بالإنترنت، كما يمكن تطبيقها على استخدام المنزل الذكي، وذلك من خلال تجميع الإنجازات الحديثة وتحديد القيود الحالية لهذه التقنية.
Keywords
التحكم الصوتي دون اتصال بالإنترنت، المنازل الذكية، TinyML، اكتشاف الكلمات المفتاحية، التعرف على الكلام المدمج، الخصوصية، الذكاء الاصطناعي على الحافة