【正文】 音 識別 初步 識別 結(jié)果 識別 結(jié)果 模式采樣 濾波器 LFn fn 目前后處理在嵌入式語音系統(tǒng)中還很難使用。句法模式識別系統(tǒng)的原理如圖 6所示。 統(tǒng)計模式識別法 是目前采用最多的識別方法。 3) 語音模式庫 語音模型庫即聲學(xué)參數(shù)模板。特征的選擇對識別效果來說至關(guān)重要，其衡量方法是特征間的距離量度。 頻域參數(shù) 包括短時頻 域（有 10—— 30 個通道濾波組的平均譜、 DFT頻譜、模仿人耳聽覺評率特征的MFL譜等）、前 3個共振峰（有幅度、頻率、帶寬）、倒譜、線性預(yù)測系數(shù)、 PARCOR系統(tǒng) (偏自相關(guān)系數(shù) )。 2) 特征提取 經(jīng)過預(yù)處理后的語音信號，要對其進行特征提取，即特征參數(shù)分析。 語音識別系統(tǒng)本質(zhì)上是一種多維模式識別系統(tǒng) ，基本結(jié)構(gòu)如圖 5所示識別系統(tǒng)。只需往凌陽用語音輸入觸發(fā)命令即可控制系統(tǒng)電源開關(guān)，比如“開機”、“關(guān)機”來控制，簡單易用。兩者具體連線見表 1： 表 1： 89C51與 61板通訊連線表 89C51 狀態(tài) 作用 SPCE061 狀態(tài) 輸出 報警類型（低位） 輸入 輸出 報警類型（高位） 輸入 輸入 表示繼電器已切換 . 輸出 輸出 報警觸發(fā)或電話接通確認(rèn)信號 輸 入 表 2： 89C51通訊連線表 89C51 作用 狀態(tài) P0 液晶數(shù)據(jù)信號 輸出 控制蜂鳴器 輸出 控制撥號 輸出 — 液晶控制信號 輸出 — 傳感器報警信號輸入 輸入 SPCE061A凌陽單片機模塊設(shè)計 語音控制臺的核心是凌陽十六位單片機，也是整個系統(tǒng)技術(shù)核心。 撥號電路模塊是采用 4066 模擬開關(guān)和電話機的撥號盤電路， 51 單片機的 P1 口七個口分別通過 4066控制矩陣列的 4行 3列，可以識別 0、 *、 十二個鍵，足夠普通撥號和功能鍵的設(shè)置使用。 5. 硬件模塊設(shè)計 89C51單片機模塊設(shè)計 核心控制臺是基于 89C51 單片機和凌陽單片機，更以 51 單片機為主，此單片機作為信息處理總臺，需要處理傳感器輸入信號、控制液晶輸出、自動撥號、輸出報警信號及與凌陽單片機間的雙工通訊。它可以利用前端的各類傳感器進行環(huán)境狀態(tài)的檢測（比如用于檢測一氧化碳等有毒氣體的氣敏傳感器、門磁傳感器、紅外熱釋等），一旦發(fā)現(xiàn)異常就實時的通過 無線傳輸技術(shù)傳輸?shù)揭?51單片機為核心的控制中心， 51單片機立即與凌陽十六位單片機進行雙工通信，達(dá)成一定的協(xié)議，然后由 51單片機控制改裝的本地電話機自動摘機以及撥號（預(yù)先設(shè)置的多個號碼）并實時監(jiān)控 PSTN上的信令信號，假如遠(yuǎn)程用戶摘機，立即觸發(fā)凌陽十六位單片機，然后由凌陽十六位單片機的語音模塊進行語音提示。為此我們采用了第二種方案，這是我們的研究成果?？偪刂浦行闹饕瑑善δ懿煌膯纹瑱C，其中 8 位的 51 單片機主要負(fù)責(zé)傳感器信號的采集與處理，以及與凌陽 16 位單片機的雙工通信，而凌陽主要用于語音信號的處理。 方案一：以下框圖是基于總控制臺和專業(yè)的語音存儲芯片的一種應(yīng)用方案，在傳統(tǒng)的具有語音提示功能的報警產(chǎn)品中應(yīng)用較為廣泛。 ： 1) 客戶可自行方便地更新口令。 5) 利用無線傳播技術(shù)，對傳感器信號進行無線傳輸，工作頻率為 315MHz，有效工作距離最遠(yuǎn)可達(dá)100m。 ： 1) 具有防火、 防盜、防煤氣中毒等功能。此外，系統(tǒng)在報警信號接收方面作了許多改進，提高了整個系統(tǒng)的性能，具有廣闊的市場前景。 根據(jù)僅僅是防患于未然的這種心理需求，防盜報警器在 300元以下的價位才能平衡這種心理需求。但是其產(chǎn)品價格昂貴，一般在一千元左右，常常讓普通老百姓望而卻步。 [關(guān)鍵字 ] 公共電話網(wǎng)（ PSTN） 單片機 傳感器 語音識別及提示 隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們對自己的個人安全和家庭財產(chǎn)安全、公共場所安全等越來越重視，安全已成為一種市場需求；同時經(jīng)濟的飛速發(fā)展伴隨著城市流動人口的急劇增加，給家庭住宅、辦公 室、商店等防控增加了新的難題和提出了新的課題，傳統(tǒng)的人防物防形式已經(jīng)難以適應(yīng)社會形勢發(fā)展的需求。系統(tǒng)采用了 DTW 方法的語音識別技術(shù)，識別率可以達(dá)到 94%，而且用戶可以設(shè)定個性口令信息，極大地提高了安全性能。 本系統(tǒng)是一個基于 PSTN（公共 電話網(wǎng)），以微處理器為控制器的智能語音報警系統(tǒng)，可分為核心控制臺和報警傳感外設(shè)兩部分。家庭報警系統(tǒng)已經(jīng)成為家庭需求，辦公樓以及商店等也把安全問題作為重點來抓。目前，市場上雖已售有多種自動撥號報警器，但質(zhì)量參差不齊，高端產(chǎn)品價格非常昂貴，而低端產(chǎn)品質(zhì)量和性能很難得到保證?？刂婆_的核心部分包括兩片單片機，其中凌陽 SPCE061 單片機處理語音部分以及控制電話機的工作，而 89C51 單片機則負(fù)責(zé)處理傳感器信號、與凌陽 SPCE061 單片機進行雙機通信以及報警顯示等。 PSTN（公共電話網(wǎng)）是整個系統(tǒng)的通訊平臺，保證了監(jiān)控系統(tǒng)與用戶間的實時信息交互?？茖W(xué)技術(shù)的進步和普遍應(yīng)用，進一步推動了智能化社區(qū)和智能化商店的建設(shè)步伐。而低端產(chǎn)品在質(zhì)量，穩(wěn)定性方面存在諸多問題。所以，我們開發(fā)防盜報警產(chǎn)品的原則是：即便是在 300 元以下的價位到了終端用戶手里，也應(yīng)該給中間商留有足夠的利潤空間。 ： 1) 系統(tǒng)的核心控制臺的額定工作電壓是 6V， 額定功耗小于 30mW。 2) 具有對氫氣、酒精、一氧化碳、甲烷等易燃易爆氣體濃度超 標(biāo)預(yù)警的功能。 ： 1) 氣敏傳感器 MQ7最高加熱電壓為 5V，最低加熱電壓為 ，額定工作電壓為 5V。 2) 采用 DTW方法實現(xiàn)語音識別功能，識別率可達(dá) 94%。在這里一般采用單片機來作為總控制臺，周圍配置上必要的模塊，比如報警模塊、顯示模塊和傳感器信號接收及解碼模塊等。此方案的另一特點是采用了無線傳輸技術(shù)。 第二種方案是我們的創(chuàng)新。假如遠(yuǎn)程用戶未摘機，則呼叫備用號碼，直至報警信息得到對方響應(yīng)為止。系統(tǒng)總控制中心局部圖如下（圖 3）。具體電路可參見附錄一的總電路圖。凌陽十六位單片機負(fù)責(zé)處理語音信息和各種控制信號，具體見功能圖（圖 4）。由于此部分的重點是軟件部分，包括各種語音的處理，頻譜分析以及與 51 單片機的通信協(xié)議等，詳細(xì)內(nèi)容見軟件流程圖以及附錄中的整個程序。 語音識別系統(tǒng)與一般的模式識別系統(tǒng)類似，包括特征提起、語音模式庫、模式匹配 3個基本單元。該過程就是從原始語音信號中抽取出能夠反映語音本質(zhì)特征參數(shù)，形成特征矢量序列。 其他參數(shù) 包括聲道的形狀函數(shù)（用于求取講話者的個性特征）、隨機模型（即隱馬科爾夫模型）的概率函數(shù)、矢量量化的矢量。選擇的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)體現(xiàn)對異音字 特征間的距離盡可能大，而各同音字間的距離盡可能小。它是用聚類分析等方法，從一個講話者或多個講話者的多次重復(fù)的語音參數(shù)，經(jīng)過長時間的訓(xùn)練得到的。該方法建立在最大似然決策貝葉斯判決基礎(chǔ)之上，大致的識別過程是：首先，提取語音的特征，并訓(xùn)練識別用的參數(shù)模板；然后，利用可以衡量未知模式和參數(shù)模式（即模板）的似然度來測度函數(shù)；最后，選用一種最佳準(zhǔn)則及專家知識作為識別決策，對識別候選者作最后判決，得到最好的識別結(jié)果作為輸出。首先，對語音信號進行結(jié)構(gòu)分析， 由階層式的分模式構(gòu)成模型，這就是對象模式。 1) 語音識別中特征提取 特征提取是語音識別的第一步（也稱前端處理）。 … 語音 輸入 濾波器 LFn fn 濾波器 LFn fn 圖 7 帶通濾波器組原理圖 2) Mel頻率倒譜系數(shù) Mel 頻率倒譜系數(shù) MFCC(Mel Frequency Cepstrum Coeficient)是語音信號的頻域參數(shù)，它也稱為臨界倒帶譜系數(shù)。矢量量化的過程是將語音信號波形 k個樣點的每一幀，或有k個參數(shù)的每一參數(shù)幀，構(gòu)成 k維空間中的一個矢量，然后對這個矢量進行量化。 語音采集通過麥克風(fēng)輸入，其電 路圖如下（圖 9） ： 2) 語音識別 下圖是簡化的 語音識別原理圖（圖 10），辨認(rèn)特 定的使用者即特定語者 (Speaker Dependent， SD)模式，使用者可針對特定，語者辨認(rèn)詞匯 (可由使用者自行定義 )。凌陽 SPCE061A 單片機自帶雙通道 DAC 音頻輸出， DAC DAC2 轉(zhuǎn)換輸出的模擬量電流信號分別通過 AUD1 和 AUD2 管腳輸出， DAC 輸出為電流型輸出，所以 DAC 輸出經(jīng)過 SPY0030音頻放大，以驅(qū)動喇叭放音，放大 電路如圖 12，這為單片機的音頻設(shè)計提供了極大方便。 公共電話網(wǎng)上的信號是一種懸浮信號，電話使用的是懸浮地，因此，電話信號一旦與其他地連接，由于其地端參考點不同，就不能工作在正確狀態(tài)，信號會被迅速衰減，我們也就無從得到正確的信號。 當(dāng)整個系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時，有 電話打入振鈴信號從電話線進入整流電路，經(jīng)光耦后輸入到凌陽單片機。電話撥出當(dāng) 51 單片機檢測到異常情況時，隨即啟 動自動撥號程序，同時把這一情況告之凌陽單片機，確認(rèn)電話接通后馬上進行語音報警；如若遇到號碼接不通的情況，一定時間后自動掛斷，并開始撥打存儲在 ROM中的下一號碼，循環(huán)往下直至打通為止。 10％。3dBm，是連續(xù)的信號音。 忙音 表示本次接續(xù)遇到機線忙或被叫用戶忙，采用頻率為 450177。 催掛音 它是由測量臺發(fā)送給久不掛機用戶的信號，其目的是通知用戶掛機，采用頻率 950177。 電話的各種鈴流可以利用整形電路（本設(shè)計采用以 LM567為核心的鎖相環(huán)鑒頻電路）得到不同占空比的 TTL信號，其中有鈴聲時有此信號，無鈴聲時一直為高電平，因此總體上說是不連續(xù)的波形信號。若 A E導(dǎo)通 ,則表示鍵 1按下。當(dāng) Ac為低電平時 ,A E相當(dāng)于斷開 ,當(dāng) Ac為高電平時 ,A E導(dǎo)通。 LCD作為系統(tǒng)報警的一個部分，是了解報警類型和等級的最直觀的“窗口”，它的功能的實現(xiàn)必須完全依托于 89C51單片機中的 LCD的顯示協(xié)議。它把 16倍的 DTMF音頻解碼，轉(zhuǎn)化為 4位代碼輸出，內(nèi)置高精度轉(zhuǎn)換電容濾波器把音頻（ DTMF）信號分離為高頻信號和低頻信號，具體轉(zhuǎn)換見表 4，外圍電 路見圖 19。因為 篇幅的原因，在以下只介紹兩種比較典型的傳感器。從而根據(jù)在 RL 電阻的兩端的電壓與電壓比較器 LM339來比較，產(chǎn)生高低電平。 熱釋電紅外傳感器是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器，它能組成防入侵報警器或各種自動化節(jié)能裝置。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷 ΔQ 會被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時， ΔT=0 ，則傳感器無輸出。 以下是我們熱釋電紅外應(yīng)用的電路圖（圖 21）。而采用無線收發(fā)模塊在空闊地帶可以做到 50100M的通信。 89C51單片機的軟件模塊（圖 26） 系統(tǒng)通電 51 開機 初始化液晶 注： 左圖中系統(tǒng)通電中的系統(tǒng)指的是除 61單片機以外的所有外圍電路通電。 系統(tǒng)啟動測試 1）電源開啟； 2）凌陽單片機開發(fā)板（ 61 板）正常通電，等待語音開啟命令； 3）操作者命令，“ SUPER FIVE”； 4）如果操作者通過命令驗證，凌陽單片機開發(fā)板（ 61板）回答“在”；如沒有通過驗證，則沒有反應(yīng)； 5）驗證通過后，操作者命令：“請開機”； 6）凌陽單片機開發(fā)板（ 61板）應(yīng)答“開機”，并開啟外圍電路及 89C51單片機的電源，然后 89C51啟動，初始化液晶并顯示等等。 密碼修改測試 1）有遠(yuǎn)程電話撥入； 2）凌陽單片機開發(fā)板（ 61 板）檢測到相關(guān)信息并進行自動摘機； 3）系統(tǒng)通過電話網(wǎng)向遠(yuǎn)程用戶進行語音提示：“請輸入密碼” ，等待用戶輸入； 4）系統(tǒng)校驗用戶所輸入的密碼，如正確，則進入查詢狀態(tài) 5），如不正確，則要求再次輸入，若對方在指定時間內(nèi)未輸入密碼或兩次密碼驗證均失敗，則系統(tǒng)自動掛機； 5）若密碼驗證通過，用戶可根據(jù)語音提示信息進入密碼修改菜單； 6）輸入新密碼，確認(rèn)，再次輸入新密碼，確認(rèn)； 7）若兩次輸入一致，則系統(tǒng)語音提示新密碼已生效； 通過以上測試，系統(tǒng)已能實現(xiàn)其基本功能，且運行狀況良好。 2） 熱釋電紅外的傳感器模塊能檢測到人體進入的最遠(yuǎn)距離為 145厘米，能監(jiān)控到的范圍可達(dá)到 40幾度。 5） 回鈴音經(jīng)過 RC濾波，得到了矩形波。其最大特點是，具有語音提示和語音報警功能，并采用語音頻譜分析技術(shù)，能夠接收用戶的語音命令，從而使整個系統(tǒng)呈現(xiàn)出獨有的人性化的特點。除此之外，系統(tǒng)制造成本比較低，能為普通老百姓所接受，因此系統(tǒng)具有很高的開發(fā)價值和廣闊的市場前景。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$