一種新型語音識(shí)別感應(yīng)系統(tǒng)

王悅銘　祝思雨　康雅婷

摘 要：現(xiàn)代生活節(jié)奏快，更新快，所有的更新?lián)Q代都是為了讓人們的生活更加輕松美好。年輕人容易心浮氣躁，馬馬虎虎，經(jīng)常找不到東西。老年人容易記憶力下降，經(jīng)常上一秒還記得自己把東西放在了哪里，下一秒就忘記了。每天都有人在為找不到某樣?xùn)|西而苦惱煩悶，這種新型實(shí)用語音識(shí)別系統(tǒng)可以很好的解決找不到東西的問題，使人們的現(xiàn)實(shí)生活狀態(tài)進(jìn)一步貼切于心理期望狀態(tài)，提高人們的幸福感。同時(shí)，這種系統(tǒng)的外形美觀，會(huì)被人們所喜愛，可能會(huì)成為一種新型的時(shí)尚元素。

關(guān)鍵詞： 語音識(shí)別;語音感應(yīng);便攜尋找;獨(dú)立專屬

一、語音識(shí)別感應(yīng)系統(tǒng)的研究背景以及以往裝置研究現(xiàn)狀分析

1.研究背景

1.1語音識(shí)別感應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，語音識(shí)別（Speech Recognition）技術(shù)隨之出現(xiàn)語音識(shí)別技術(shù)就是讓機(jī)器通過識(shí)別和理解把語音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本或命令的高技術(shù)。語音識(shí)別是一門交叉學(xué)科，它正逐步成為信息技術(shù)中人機(jī)接口的關(guān)鍵技術(shù)，語音識(shí)別技術(shù)與語音合成技術(shù)的結(jié)合，使人們能夠甩掉鍵盤，通過語音命令進(jìn)行操作。語音技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)性的新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。當(dāng)今，語音識(shí)別產(chǎn)品在人機(jī)認(rèn)交互應(yīng)用中己經(jīng)占到越來越大的比例。

1.2以往研究現(xiàn)狀分析

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀語音識(shí)別的研究工作可以追溯到20世紀(jì)50年代AT&貝爾實(shí)驗(yàn)室的Audry系統(tǒng)，它是第一個(gè)可以識(shí)別十個(gè)英文數(shù)字的語音識(shí)別系統(tǒng)。但真正取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，并將其作為一個(gè)重要的課題開展研究則是在60代末70年代初。這首先是因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為語音識(shí)別的實(shí)現(xiàn)提供了硬件和軟件的可能，更重要的是語音信號(hào)線性預(yù)測(cè)編碼（LPC）技術(shù)和動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整（DTW）技術(shù)的提出，有效的解決了語音信號(hào)的特征提取和不等長(zhǎng)匹配問題。

隨著消費(fèi)電子的快速發(fā)展，更加智能化設(shè)備的快速普及，各種新型技術(shù)也隨應(yīng)產(chǎn)生。語音作為基本的、主要的、關(guān)鍵的交互方式，越來越多的應(yīng)用于智能設(shè)備的交互應(yīng)用中。由于現(xiàn)階段消費(fèi)電子作為整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)短板，各個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)廠家、平臺(tái)以及關(guān)鍵器件廠家都想在功耗上面做出更多的貢獻(xiàn)。

二、新型語音識(shí)別感應(yīng)系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容

該系統(tǒng)主要由外部雙層保護(hù)殼、供電裝置、充放電裝置、語音識(shí)別裝置、語音播放裝置五大模塊組成。針對(duì)此五大模塊做以下細(xì)化設(shè)計(jì)。

該系統(tǒng)外部保護(hù)殼包含兩層，其中最里面一層外殼采用輕便堅(jiān)固的金屬外殼，其外層可以包裝上橡膠外殼，使其觸感柔軟舒適，其次橡膠外殼具有良好的彈塑性、緩沖性、絕緣性和防水性。同時(shí)根據(jù)使用人群的不同外層材料可以具有一定的變化。使其具有更大的推廣度。

針對(duì)供電裝置采用1000mA不含有金屬態(tài)鋰的鋰離子電池，安全可靠并且可以重復(fù)使用。相比堿性鋅錳電池、干電池等常用電池，其鋰離子電池具有能量高，壽命長(zhǎng)，體積小，額定電壓高，高功率承受力，自放電率低，無毒、無害、綠色環(huán)保、無污染，循環(huán)性能優(yōu)越、可快速充放電、充電效率高達(dá)100%的優(yōu)點(diǎn)。

該裝置采用通用型YU1150/YU115W插頭與普通型USB數(shù)據(jù)線為電池充電，YU1150/YU115W的輸出功率為5.0V-1.2A，即使在電量用盡的情況下也能在40分鐘內(nèi)完成充電。

語音識(shí)別裝置（其工作原理如圖1所示）：語音識(shí)別芯片也叫語音識(shí)別IC，與傳統(tǒng)的語音芯片相比，語音識(shí)別芯片最大的特點(diǎn)就是能夠語音識(shí)別，可以根據(jù)語音命令執(zhí)行相應(yīng)的回復(fù)。該裝置通過MIC接口輸入聲音信號(hào)，之后將聲音信號(hào)進(jìn)行頻譜分析提取聲音特征，語音識(shí)別器會(huì)識(shí)別出語言文字中的關(guān)鍵詞，并送入MCU（單片機(jī)）進(jìn)行處理，辨別是否在系統(tǒng)的關(guān)鍵詞列表內(nèi)，從而快速做出進(jìn)一步做出反應(yīng)。目的是在于使用者能夠盡可能快的接收到該系統(tǒng)反應(yīng)，，以便于使用者及時(shí)找到所需物。

麥克風(fēng)可以根據(jù)采集的外部聲音信號(hào)是否超過預(yù)設(shè)閥值選擇進(jìn)入語音識(shí)別模式或待機(jī)模式，以此延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)長(zhǎng);減少必要的運(yùn)行部件的使用頻率，以此延長(zhǎng)該裝置的使用壽命。

三、新型語音識(shí)別感應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

該語音識(shí)別感應(yīng)系統(tǒng)如圖2所示，其實(shí)際大小與一個(gè)U盤大小相似。包括外殼本體1內(nèi)層為金屬材料、外層多變（可為具有舒適美觀等特點(diǎn)的橡膠、毛絨、布料。形狀可根據(jù)市場(chǎng)需求更改），所述外殼本體的中部設(shè)有凹槽3，凹槽3放置鋰離子電池，外殼本體的下部還設(shè)有凹槽4、凹槽5，凹槽4內(nèi)放置語音識(shí)別裝置，凹槽5內(nèi)放置語音播放裝置。凹槽3鋰電池與設(shè)在外殼本體上部凹槽2的5v充電接口連接，通過充電管理裝置對(duì)鋰電池進(jìn)行充電管理。

其工作流程如圖3所示。先將該語音識(shí)別感應(yīng)裝置連接到如鑰匙等易丟失的物品上，給裝置預(yù)先錄入指定語音命令，語音接收裝置負(fù)責(zé)接收外界傳來的各種語音，在使用過程中若找不到鑰匙在哪里了，可以發(fā)出特定語音指令，當(dāng)語音識(shí)別裝置識(shí)別到與預(yù)先錄入到模板庫的語音樣本相匹配的特定語音指令信號(hào)后，觸發(fā)語音播放裝置，發(fā)出回應(yīng)信號(hào)，讓人可以根據(jù)聲源找尋攜帶該新型語音識(shí)別感應(yīng)系統(tǒng)的物品所在地，從而找到物品。

四、總結(jié)與展望

語音識(shí)別技術(shù)發(fā)展到今天，特別是中小詞匯量非特定人語音識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別精度已經(jīng)大于98%，對(duì)特定人語音識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別精度就更高。這些技術(shù)已經(jīng)能夠滿足通常應(yīng)用的要求。由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，這些復(fù)雜的語音識(shí)別系統(tǒng)也已經(jīng)完全可以制成專用芯片，大量生產(chǎn)。調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明多達(dá)85%以上的人對(duì)語音識(shí)別的信息 查詢服務(wù)系統(tǒng)的性能表示滿意。可以預(yù)測(cè)在近五到十年內(nèi)，語音識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用將更加廣泛。

該語音識(shí)別感應(yīng)系統(tǒng)為一種輕奢侈品，時(shí)尚美觀，并且可以為人提供切實(shí)的便利，新鮮電子產(chǎn)品對(duì)于年輕人總有無限的吸引力，尤其該產(chǎn)品外觀美麗可愛，更加符合潮流消費(fèi)的理念，因而“新型語音識(shí)別感應(yīng)系統(tǒng)”的研究成功必然會(huì)受到社會(huì)普遍關(guān)注和支持。

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