專利名稱：基于漢語語音識別的遙控模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于語音識別技術領域，特別涉及采用單片計算機、數(shù)字信號處理器(DSP)和遙控技術實現(xiàn)一種實用化、通用化的語音遙控器結構設計。
背景技術：
基于漢語語音識別的遙控裝置，如語音遙控玩具、家電遙控器等，是一個非常巨大的市場。以語音遙控玩具為例，有調(diào)查表明，小孩和成人對于高科技玩具的熱情將使他們很快接受語音玩具，并且樂意以較高的價格購買。但目前國內(nèi)市場上還沒有適合國內(nèi)消費者價位和心理的基于漢語語音識別的遙控玩具，其主要原因是語音識別技術的開發(fā)投入周期長、數(shù)量大、風險高。
從技術上分析，一些先進國家在語音識別的理論和實用上已經(jīng)走在了前面。美國SENSORY公司生產(chǎn)的語音識別專用芯片RSC-364系統(tǒng)產(chǎn)品已經(jīng)應用于不同的手機、電話、玩具，甚至示波器等儀器中。菲利浦和韓國三星也推出了基于特定人語音識別的手機。但在漢語的識別技術上，中國仍然具備很大的優(yōu)勢。目前，中國實現(xiàn)的各種基于數(shù)字信號處理器和基于單片計算機的語音識別模塊，將語音識別功能在基于數(shù)字信號處理器(DSP)的模塊上實現(xiàn)，并與單片計算機聯(lián)用，實現(xiàn)了語音撥號電話機等一些演示產(chǎn)品。但是，這些模塊仍然不能投入實用化產(chǎn)品階段，主要原因是(1)結構設計上的通用性不強，比如，沒有一體化的遙控模塊、擴展接口；(2)單元、器件選型實用性不好，成本高，體積大，功能不強；(3)模塊沒有通用和直接固化的語音識別軟件程序，軟件程序仍然需要語音識別方面的專門技術人員針對不同的應用背景修改完成，限制了語音識別技術的應用。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為克服現(xiàn)有語音識別模塊結構設計上的缺點，設計出一種新穎和通用化的基于漢語語音識別的遙控模塊的硬件結構，選擇恰當?shù)膯纹嬎銠C、數(shù)字信號處理器、遙控電路集成到同一個模塊上，使其電路設計最優(yōu)化，系統(tǒng)成本顯著降低，模塊功能多；采用通用的語音識別軟件直接固化在閃存存儲器上，不再修改；這樣，模塊可以直接應用在具備語音識別功能的遙控裝置上。
本實用新型設計的一種基于漢語語音識別的遙控模塊，包括電源及與其相連的單片計算機、數(shù)字信號處理器、語音采集和與回放電路、遙控電路，以及為各電路提供所需的各種電壓的電源；其特征在于，還包括閃存存儲器、接口電路，所說的單片計算機和數(shù)字信號處理器經(jīng)接口電路雙向連接；單片計算機和遙控電路經(jīng)過單片計算機上的并行接口單向連接，方向從單片計算機到遙控電路；數(shù)字信號處理器通過自帶的地址和數(shù)據(jù)總線與閃存存儲器雙向連接，并通過自帶的接口與語音采集與回放電路雙向連接。
本實用新型具有以下顯著特點1.基于漢語語音識別的遙控模塊，其結構組成和功能包括了遙控應用中所需要的單元，具有很強的通用性；2.基于漢語語音識別的遙控模塊采用的單元，性價比高，成本低，開發(fā)時間短，集成度高，資料查詢和采購方便，實用性好；3.基于漢語語音識別的遙控模塊，其閃存存儲器內(nèi)固化有通用的語音識別算法，不需要進行二次開發(fā)。


圖1為本實用新型的基于漢語語音識別的遙控模塊的結構示意圖；圖2為本實用新型用于語音玩具的實施例結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型基于漢語語音識別的遙控模塊結合附圖及實施例詳細說明如下；本實用新型設計的一種基于漢語語音識別的遙控模塊如圖1，包括電源及與其相連的單片計算機、數(shù)字信號處理器、語音采集和與回放電路、遙控電路，閃存存儲器、接口電路，以及為各電路提供所需的各種電壓的電源；所說的單片計算機和數(shù)字信號處理器經(jīng)接口電路雙向連接；單片計算機和遙控電路經(jīng)過單片計算機上的并行接口單向連接，方向從單片計算機到遙控電路；數(shù)字信號處理器通過自帶的地址和數(shù)據(jù)總線與閃存存儲器雙向連接，并通過自帶的接口與語音采集與回放電路雙向連接。
本實用新型各部分電路均可采用成熟產(chǎn)品，各部分的功能分別詳細說明如下；A.單片計算機該單片計算機負責向遙控電路發(fā)送指令，和控制接口電路，以與數(shù)字信號處理器交換數(shù)據(jù)(控制、結果和狀態(tài))，從模塊外接的鍵盤采集用戶的鍵盤輸入，在模塊外接的液晶上顯示提示行(或者控制模塊外接的數(shù)碼顯示燈(LED))等。
B.數(shù)字信號處理器數(shù)字信號處理器實現(xiàn)以下功能(1)將語音采集與回放電路輸入的數(shù)據(jù)進行處理，得到語音識別的結果；(2)對閃存存儲器讀或?qū)憯?shù)據(jù)。
(3)負責提示音的壓縮、存儲、解壓與回放管理；(4)通過接口電路與單片計算機交互。
C.閃存存儲器這部分采用一片閃存(FLASH)數(shù)據(jù)存儲器，用來保存各種掉電后不丟失的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)主要是以下幾種初始化程序、標準提示音數(shù)據(jù)、由數(shù)字信號處理器傳送的訓練好的供識別用特征數(shù)據(jù)、預先固化的語音識別程序。數(shù)據(jù)由數(shù)字信號處理器保存和調(diào)用。
D.接口電路該接口電路具有電平轉換，邏輯譯碼及數(shù)據(jù)鎖存功能，分別實現(xiàn)數(shù)字信號處理器和單片計算機的地址分配和系統(tǒng)信號的處理；實現(xiàn)數(shù)字信號處理器和單片計算機單元的數(shù)據(jù)交換；本實用新型可采用如下標準接口串行(RS232C)標準接口、4×4標準鍵盤掃描接口、串行外設接口(SPI)或芯片總線(I2C)接口、遙控并行接口，液晶接口，數(shù)碼顯示燈(LED)接口。
E.語音采集與回放電路此電路分語音前置處理、信號放大及濾波、采樣編解碼、信號功率放大幾部分電路。
語音前置處理電路為模塊外接的駐極式麥克風提供合適的偏壓，并將采入的語音信號傳給下一級信號放大及濾波電路。
信號放大及濾波電路將來自前端的語音信號分級放大和濾波后提供給采樣編解碼電路。經(jīng)過濾波后，能將環(huán)境中的低頻噪聲干擾有效的濾除。
采樣編解碼電路分為模擬輸入與模擬輸出兩個電路。模擬輸入電路的輸出信號通向數(shù)字信號處理器，模擬輸出電路將數(shù)字信號處理器的模擬輸出信號傳送給信號功率放大電路。電路設有的硬件濾波器能在軟件的控制下對輸入的信號作進一步的處理。電路中的可編程增益控制器，能通過軟件調(diào)整輸入語音信號的動態(tài)范圍使之與模擬/數(shù)字(A/D)轉換器的動態(tài)范圍相匹配。
經(jīng)過前置處理、硬件濾波以及高質(zhì)量量化的語音信號，為下一步進入高性能的語音識別奠定了扎實的基礎。
信號功率放大電路將來自編解碼芯片模擬輸出電路的音頻信號放大到足以驅(qū)動外接的揚聲器。該電路也提供耳機接口供靈活使用。
F.遙控電路采用編碼器芯片和標準遙控模塊(無線遙控模塊，紅外遙控模塊，藍牙遙控模塊等)。編碼器芯片將單片計算機輸出的并行遙控信號編碼為串行信號，送到標準遙控模塊輸出和發(fā)射。
G.電源電源提供電路所需的各種電壓。能夠適應較寬的電壓變化范圍，電壓轉換效率高，且其外圍的濾波電路能較好的抑制各種電子干擾。
本實用新型用基于漢語語音識別的遙控模塊組構成一種語音遙控玩具車的實施例，結合附圖2說明如下。
本實施例整個語音遙控玩具車包括遙控器和玩具車兩部分，遙控器將語音命令轉換成指令，而玩具車通過遙控接受裝置接受遙控器輸出的指令并驅(qū)動動作機構，產(chǎn)生與語音命令一致的動作。
本實施例的遙控器采用如圖1所示的基于漢語語音識別的遙控模塊，其中各電路采用的具體型號如圖2所示，分別說明如下；(1)單片計算機采用AT89C51，也可用其它系列的單片計算機；(2)數(shù)字信號處理器采用TMS320VC33，或者美國德州儀器公司生產(chǎn)的其它高速數(shù)字信號處理器；(3)閃存存儲器采用39V040，或根據(jù)空間大小選擇其它的FLASH存貯器；(4)接口電路采用GAL22LV10，或根據(jù)情況選擇其它的通用邏輯陣列(GAL)芯片；(5)語音采集與回放電路主要采用AD73311，或根據(jù)情況選擇其它的編解碼芯片；(6)遙控電路采用編碼器芯片TA12和27M標準無線射頻調(diào)制電路，通過天線發(fā)射，遙控距離可以達到300米?；蚋鶕?jù)情況選用紅外遙控模塊；(7)電源采用+5V，正負12V電源模塊；本實施例的數(shù)字信號處理器(DSP)程序直接使用固化的數(shù)字信號處理器(DSP)標準玩具語音識別軟件模塊；微控制器程序使用C(也可以采用PL/M或匯編語言)編寫，程序中完成以下簡單的任務定義語音命令的個數(shù)，將每個語音命令翻譯成玩具的動作，定義了一些新的組合動作，發(fā)送遙控信號。
本實施例的玩具車部分包括車具的結構及遙控接收電路、其中車具的結構可以設計成不同的造型形體，遙控接收電路可采用與遙控器中的遙控電路相應的接收器。
本實施例的語音遙控玩具車可具有以下功能(1)玩具車能夠進行遠距離語音控制；(2)玩具車通過語音遙控，能夠前進、后倒、左右轉和上下翻，同時充分利用語音控制靈活、命令多的特點，可以自定義一些組合動作；(3)語音命令事先訓練，訓練結果具有專用性，只有主人能夠隨意操縱自己的玩具，符合孩子們的心理，增加了趣味性；同時，可以克服主人發(fā)音不準、方言所帶來的識別錯誤問題；
權利要求1.一種基于漢語語音識別的遙控模塊，包括電源及與其相連的單片計算機、數(shù)字信號處理器、語音采集和與回放電路、遙控電路，以及為各電路提供所需的各種電壓的電源；其特征在于，還包括閃存存儲器、接口電路，所說的單片計算機和數(shù)字信號處理器經(jīng)接口電路雙向連接；單片計算機和遙控電路經(jīng)過單片計算機上的并行接口單向連接，方向從單片計算機到遙控電路；數(shù)字信號處理器通過自帶的地址和數(shù)據(jù)總線與閃存存儲器雙向連接，并通過自帶的接口與語音采集與回放電路雙向連接。
專利摘要本實用新型屬于語音識別技術領域。其模塊包括單片計算機、數(shù)字信號處理器、閃存存儲器、接口電路、語音采集與回放電路、遙控電路、電源。其模塊的結構設計優(yōu)化,通用性強,其中,基于語音識別的程序直接固化在程序空間,在二次開發(fā)時不用修改。該模塊很好的解決了基于漢語語音識別遙控器開發(fā)中的通用模塊和方法問題。
文檔編號G06F3/00GK2499938SQ01264329
公開日2002年7月10日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權日2001年9月28日
發(fā)明者薛曉光 申請人:北京安可爾通訊技術有限公司