【正文】 結(jié)合起來，這也是目前研究的一個熱點。 語音識別的方法 目前具有代表性的語音識別的方法主要有：特征參數(shù)匹配法、基于動態(tài)時間江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院 2020 屆專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 規(guī)整 (DTW)算法、基于參數(shù)模型的隱馬爾可夫模型 (HMM)的方法、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (ANN)等語音識別方法。非特定人語音識別（ SI）則無需訓練即可使用，無須進行訓練辨認。 表 22 unSP IDE項目文件管理組織結(jié)構(gòu) 源文件（ source files） 頭文件（ head files） 外部支持 文件（ external dependencies） 匯編源文件 .asm 匯編頭文件 .inc 文檔文件 .txt C語音源文件 .c C語言頭文件 .h 數(shù)據(jù)文件 .bin 資源文件 .rc 資源頭文件（自動生成） Resource .inc 編譯信息文件（自動生成） Make file 資源表（自動生成） Resource .asm 凌陽單片機的特點 該設(shè) 計涉及到語音識別以及根據(jù)語音指令車輪做出相關(guān)動作，因此對核心控制器件的要求比較高。 表 21 凌陽 SPCE061A管腳描述 IOA0~ IOA15(41~48,53,54~60 腳 ) I/O 口 A ，共 16個 IOB0~ IOB15(5~1,81~76,68~64 腳 ) I/O 口 B ，共 16個 OSCI（ 13腳） 振蕩器輸入。 本 設(shè)計 實現(xiàn)的功能主要有：語音識別、根據(jù)語音識別做出相應的動作、避障等。 ?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計題目： 基于語音識別的導盲機器人小車模型設(shè)計 系 部： 信息工程系 專 業(yè)： 電子信息工程技術(shù) 班 級： 電子信息 091302 姓 名： 周炯 學 號 ： 092115130241 指導教師： 何金燦 職 稱： 講師 2020 年 5 月 南京 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 盲人因為失去了視覺感知能力，因此在工作生活 上 有諸多不便。圖 11是整個設(shè)計的框架圖。在石英晶振模式下，是石英元件的一個輸入腳 OSCO（ 12腳） 振蕩器輸出。語音處理系統(tǒng)在硬件上通?；?LSI(大規(guī)模集成電路 )、MCU、 DSP 等芯片方案，在實際工程運用中三者各有優(yōu)劣。 說話人說話方式 劃分 ： 可以分為孤立字（詞）語音識別系統(tǒng) 、 連接字語音識別系統(tǒng)以及連續(xù)語音識別系統(tǒng)。 其要點是：在訓練過程中從訓練語句中提取出代表語音本質(zhì)的特征參數(shù)；在識 別的過程中，從待識別的語音信號中按照同樣的處理方法提取出語音參數(shù)。 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 13 第 4 章 語音識別系統(tǒng)硬件 設(shè)計 語音識別系統(tǒng)在硬件方面 一共包括三大部分： 凌陽 61 開發(fā)板 ， 電機驅(qū)動模塊 和 小車 車體 結(jié)構(gòu)。此外，電路圖中的電容及電阻的作用是濾波和限流，采集聲音時去除噪聲和干擾，提高聲音信號的準確率。 “61 板 ” 的供電電源系統(tǒng)采用用戶多種選擇方式： 供電 用戶可以用 4節(jié)電池來供電， 5V 直流電壓直接通過 SPY0029（相當于一般 穩(wěn)壓器） 穩(wěn)壓到 ，為整個 “61 板 ” 提供了 5V 和 兩種電平的電壓。 如果讓 Q Q2 關(guān)斷 Q Q4 也關(guān)斷，負載 Load 兩端懸空，如圖 416 所示，此時電機停轉(zhuǎn)。該紅外傳感器在輸出低電平時，表示無 障礙物 ；反之，則有高電平輸出，存在 障礙物 ，其檢測原理如圖 420 所示 ，檢測程序見第五章 。譯碼是其反過程，將收到的數(shù)字序列經(jīng)過譯碼和濾波恢復成模擬信號。本語音識別系統(tǒng)共有 六 條語音提示，分別為提示音“給我取個名字吧！”、“請再說一遍”，五條語音指令“前進”、“倒車”、“左拐 ” 及“右拐”。 //初始化 IOA,IOA12~13 上拉輸入 *P_IOA_Attrib=0x8f00。 //引導訓練，播放指令對應動作 while(1) { Result = BSR_Train(WordID,BSR_TRAIN_TWICE)。 語音識別流程詳見圖 57。 //執(zhí)行動作四：右轉(zhuǎn) break。前進 部分子程序 如下 ： void GoAhead() //前進 { PlaySnd(S_ACT1,3)。Delay()。 //右拐 Delay()。(113))))//兩邊遇到障礙物 { *P_IOB_Data=0x0080。在實驗過程中發(fā)現(xiàn)在無明顯噪聲以及用戶離 MIC 很近的情況下，識別率能夠達到 95%— 100%。 在此我再一次深深得感謝何金燦老師以及指導、關(guān)心和幫助的老師、同學和朋友們，感謝你們使我不斷的在學習中進步，成長。但是比“語音識別芯片 + 51 單片機”方案實現(xiàn)起來要簡單很多，而且成本也會降低很多。 Delay()。Delay()。Delay()。 //前進 *P_INT_Mask |= 0x0004。 } } } 分組語音識別 簡介 語音訓練后得到的語音特征模型是保存在 單片機 RAM 中的，每條命令占用96 個字節(jié) ， 而 凌陽 SPCE061A 單片機 RAM 空間有限只有 32K， 因此 同時可識別的語音命令數(shù)量 一次 最 多 為 5 條。 小車 命令由 SPCE061A 開發(fā)板上的MIC 輸入，單片機對采集到的語音信號進行分析處理，提取出語音的特征信息，江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院 2020 屆專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 然后將此特征模型與訓練得到的特征模型進行對比，如果二者達到了一定的匹配度，則輸入的語音被識別。 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院 2020 屆專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 switch(Result) { case 1: //沒有檢測出聲音 PlaySnd(S_NOVOICE,3)。 *P_IOB_Dir=0x00f0。 圖 53 錄音機屬性設(shè)置 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院 2020 屆專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 圖 55 語音播報流程 語音播報程序如下： void PlaySnd(unsigned SndIndex,unsigned DAC_Channel) { BSR_StopRecognizer()。 ：參數(shù)編碼又稱為聲源編碼，是將信源信號在頻率域或其它正交變換域提取特征參數(shù)，并將其變換成數(shù)字代碼進行傳輸。 該 語音識別系統(tǒng)采用特征參數(shù)匹配方法實現(xiàn)語音識別，主要有語音訓練和語音識別兩個部分組成。 如果讓 Q Q2 導通 Q Q4 也導通，那么電流將會流經(jīng) Q Q4組成的回路以及 Q2 和 Q3 組成的回路，如圖 417 所示，這時橋臂上會出現(xiàn)很大的短路電流。 供電 用戶可以提供直流 電壓為實驗板進行供電，此時整個板子只有 電壓， I/O 端口電壓此時只有一種選擇。 SPY0030A能在較寬的電壓范圍內(nèi)正常工作， — 都能正常工作，雙端輸出模式，該芯片具有較低的失真率。 小車整體結(jié)構(gòu)見圖 41所示。語音參數(shù)與模板參數(shù)的匹配是語音識別系統(tǒng)的核心，同一個音由不同的人發(fā)出或同一個人在不同的時刻發(fā)出，不可能具有相同的時間長度，因此不能簡單的把語音參數(shù)與模板參數(shù)進行匹配。連續(xù)字語及連續(xù)語音辨認：只要按照你正常說話的速度，直接將要表達的說出來，中間并不需要停頓，這種方式是最直接最自然的，難度也最高，現(xiàn)階段連續(xù)語音的辨識率及正確率，雖然效果還不錯但仍需再提高。但是 51 單片機畢竟是通用處理器，處理速度趕不上對于語音信號處理的需求，需要連接專用的語音處理芯片，不利于系統(tǒng)的一體化設(shè)計且語音識別的精度不高。若這個腳輸入低電平，會使得控制器被重置復位 ICE_EN（ 16腳） ICE 使能端 , 接在線調(diào)試器 PROBE 的使能腳ICE_EN ICE_SCK（ 17腳） ICE 時鐘腳，接在線調(diào)試器 PROBE 的時鐘腳ICE_SCK ICE_SDA（ 18腳） ICE 數(shù)據(jù)腳，接在線調(diào)試器 PROBE 的數(shù)據(jù)腳ICE_SDA PVIN（ 20腳） 程序保密設(shè)定腳 PFUSE（ 29腳） 程序保密設(shè)定腳 DAC1（ 21腳） 音頻輸出通道 1 DAC2（ 22腳） 音頻輸出通道 2 VREF2（ 23腳） 2V 參考電壓輸出腳 AGC（ 25腳） 語音輸入自動增益控制引腳 OPI（ 26腳） Microphone的第二運放輸入腳 MICOUT（ 27腳） Microphone的第一運放輸出腳 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院 2020 屆專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 MICN（ 28腳） Microphone的負向輸入腳 MICP（ 33腳） Microphone正向輸入腳 VRT （ 35腳） A/D 轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入腳。 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2 章 凌陽單片機簡介 SPCE061A 是一款由臺灣凌陽公司推出的 16 位嵌入式語音處理器，不僅具有同類型單片機的通用功能，而且具有語音識別能力。 本文以對語音識別技術(shù)學習為目的，介紹 了 一種基于語音識別的導盲機器人小車模型，試圖將語音識別技術(shù)融入到導盲產(chǎn)品中，主要工作如下： （ 1） 對基于 凌陽 SPCE061A 單片機的語音識別系統(tǒng)進行初步的分析與學習，了解 了 語音識別的流程以及關(guān)鍵技術(shù)，并針對凌陽單片機語音識別系統(tǒng)容量有限的問題，提出了多組語音識別的方法。 論文的 內(nèi)容 與組織安排 本設(shè)計 以凌陽 SPCE061A 單片機為核心的 語音 避障小車為理想模型，對基于語音識別的 導盲機器人小車 做了初步的 學習與 研究 。在 LQFP80封裝中有 9個空余腳，用戶使用時 9 個空余腳接地。 圖 26 凌陽單片機開發(fā)環(huán)境 unSP IDE 在凌陽單片機集成開發(fā)環(huán)境（ unSP IDE）中，新建項目包括三類文件：源文江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院 2020 屆專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 件（ source files），頭文件（ head files）和用來存放文檔或項目說明的文件（ external dependencies），這種項目管理方式將與項目相關(guān)的代碼模塊組織為一個有機整體，便于開發(fā)人員對代碼和相關(guān)文件進行整理。按照語音識別的三大研究范圍語音識別可具體分為： ： 可以分為特定人語音識別系統(tǒng) （ Speaker Dependent， SD） 和非特定人語音識別系統(tǒng) （ Speaker Independent， SI） 。在 識別階段，語音信號經(jīng)過相同的通道得到語音參數(shù)，生成測試模板，與參考模板進行匹配，將匹配分數(shù)最高的參考模板作為識別結(jié)果。這些能力是 HMM 模型不具備的。 AVSS1 是電路板上的模擬地。電源電路見圖 47 所示 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 47 電源模塊 61 開發(fā)板的電源從 J10 口接入，見圖 36 所示， “61 板 ” 的內(nèi)核 SPCE061A電壓要求為 ，而 I/O 端口的電壓可以選擇 也可以選擇 5V。 全橋驅(qū)動電路原理 全橋驅(qū)動又稱 H橋驅(qū)動 ， H 橋一共有四個臂，分別為 B1— B4 ，每個 臂由一個開關(guān)控制，示例中為三極管 Q1— Q4 。這種方法較為復雜，特別是接口電路的設(shè)計，有一定的難度，但其具有體積小、靈敏度高、檢測距離遠、對障礙物要求不高等優(yōu)點。通過對 語音信號 的壓縮，達到高效率存儲和轉(zhuǎn)換資料的結(jié)果，即在保證一定聲音質(zhì)量的條件下，以最小的資料率來表達和傳送聲音信息。 表 51 凌陽語音算法的類型和特點 語音壓縮格式 語音壓縮編碼率類型 資料采樣率 SACM_A2020 16K bit/s ， 20 Kb it/s ， 24 Kb it/s 16 KHz SACM_S480/S720 Kb it/s ， Kb it/s 16 KHz SACM_S240 K bit / s 24KHz SACM_MS01 16K b it s/s， 20 Kb it s/s， 24 Kb it s/s 16 KHz SACM_DVR(A2020) 16K b it/s 的資料率， 8 K 的采樣率