基于USB存儲技術的電子語音記錄系統的設計方案
語音識別技術與嵌入式USB主機系統是目前電子設計領域的新興技術,其應用十分廣泛。本系統結合該兩項技術,實現了一個嵌入式USB主機結構的電子語音記錄系統。該系統充分利用了凌陽單片機強大的語音識別功能。并通過嵌入式USB主、從控制芯片SL811HS和相應的軟件設計,實現了語音信號的智能識別,并以嵌入式主機方式保存到USB存儲器。該系統在保證了嵌入式系統的小型化特點的同時又實現了文字的錄入功能。它即可以作為一個可靈活更換存儲媒體的電子語音記事本,也可以作為一個語音錄入器,將記錄在USB存儲器中的文本文件方便的轉移到PC機等其他文字處理設備進行再處理,具有極高的功能可擴展性。
1系統結構與原理
圖1是系統的硬件結構框圖。系統主要包括語音采集模塊、凌陽單16位片機SPCE061A、液晶顯示模塊、USB主機接口控制器和USB存儲器等幾個部分。
該系統的功能是通過語音樣品采集訓練、語音識別和USB存儲等三個環節來實現的。語音樣品采集時,通過語音數據采集模塊內的駐極話筒來采集語音。采集到的語音數據通過SPCE061A的MIC-IN端輸入,再經過SPCE061A內部A/D轉換器將其轉換成數字信號,并調用訓練API函數對其進行特征提取,并以樣品模板庫要求的格式保存到SPCE061A的FLASH中。音樣品采集訓練時的提示信息和訓練結果會在LCD上顯示。
語音識別時,采集到的語音數據通過A/D轉換后,由語音識別API函數對其進行特征提取,再與樣品模板庫中的語音樣品進行特征匹配。匹配后的結果在LCD上顯示的同時,交給USB主機接口控制器,進入下一步的信息保存環節。
在USB主機接口控制器模塊和與之配合的USB協議和FAT文件系統的支持下,系統完成對USB設備的枚舉。并以文本文件的格式將上一環節所識別出來的信息保存到USB存儲器中,最終實現系統的全部功能。
2語音識別
語音識別屬于模式識別,它主要包括語音信號預處理、特征提取、語音模板庫、測度估計和識別決策等幾個模塊。與人的認知過程很相似, 語音識別分為訓練和識別兩個階段。在訓練階段, 語音識別系統對語音樣本進行學習。學習結束后,把學習的內容存儲到模板庫中。在識別階段,把當前輸入的語音在模板庫中查找最相近的結果,并進行相應的處理。語音識別的基本原理框圖如圖2所示[1]
凌陽SPCE061A單片機具有上述的語音識別技術要求的硬件和軟件的全部功能。硬件方面,SPCE061A內部有一個A/D轉換的輸入通道和自動增益控制電路AGC,能隨時跟蹤、監視前置放大器輸出的音頻信號電平,使進入A/D的信號保持在最佳電平。
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