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基于ARM处理器的非特定人语音识别系统设计

2022-06-03 23:05上一篇:3D打印小提琴:演奏未来的天籁之音 |下一篇:没有了

本文摘要:随着高新技术在军事领域的普遍运用,武器装备逐步向低、精、钝方向发展。传统的军事训练由于训练时间宽、训练费用低、训练空间较宽,经常无法超过预期的训练效果,已无法符合现代军事训练的必须。为解决问题上述问题,模拟训练应运而生。 为进一步提高训练效果,本文利用智能语音交互芯片设计了某仿真训练器的示教与音频系统。 示教系统为操作者人员生动的展示标准操作者流程及适当的操作者现象,很大地延长了对操作者人员的培训时间,提升了培训效果。

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随着高新技术在军事领域的普遍运用,武器装备逐步向低、精、钝方向发展。传统的军事训练由于训练时间宽、训练费用低、训练空间较宽,经常无法超过预期的训练效果,已无法符合现代军事训练的必须。为解决问题上述问题,模拟训练应运而生。  为进一步提高训练效果,本文利用智能语音交互芯片设计了某仿真训练器的示教与音频系统。

示教系统为操作者人员生动的展示标准操作者流程及适当的操作者现象,很大地延长了对操作者人员的培训时间,提升了培训效果。音频系统通过记录操作者训练过程中各操作者人员的口令、声音强度、动作、时间、操作者现象等,待操作者训练完结后通过重演训练过程,以便操作者及时缺失自己的问题。

示教系统也可解读为对标准操作者训练过程的音频。该系统不必须虚拟现实技术的反对,在小型的嵌入式系统上就可以构建。  1系统原理  该仿真训练器由一台测控计算机和多台从设备构成。

如图1右图。在此仅有对一台从设备展开讲解,其硬件系统主要由测控计算机、Arduinomega2560控制器、语音辨识单元、声强检测单元、语音合成单元、面板掌控单元、仪器面板等构成。面板掌控单元更为简单,包括多种控制电路,在模拟训练中负责管理该从设备在Arduinomega2560控制器的掌控下已完成整个训练过程,在示教与音频系统中已完成对刚才操作者训练操作者现象的重演,其明确电路设计在此不做到讲解。  语音辨识单元负责管理辨识操作者人员的操作者口令;声强检测单元负责管理检测声强大小并以此作为辨别是哪台从设备操作者人员口令的依据;Arduinomega2560控制器负责管理监控仪器面板各元件的状态来辨识操作者人员的动作,从而已完成对操作者训练过程的记录。

各仪器的操作者现象根据操作者动作事前编成需要记录。在操作者音频过程中,测控计算机根据所记录的数据,通过掌控适当从设备的Arduinomega2560控制器再现所记录的操作过程。  2单元系统设计  2.1语音辨识单元设计  目前,语音辨识技术的发展十分迅速,按照辨识对象的类型可以分成特定人和非特定人语音辨识。特定人是指辨识对象为专门的人,非特定人是指辨识对象是针对大多数用户,一般必须收集多个人的语音展开录音和训练,经过自学,从而超过较高的识别率。

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  本文使用的LD3320语音辨识芯片是一颗基于非特定人语音辨识(SpeakerIndependentAutomaticSpeechRecognition,SIASR)技术的芯片。该芯片上构建了高精度的A/D和D/A模块,仍然必须外接辅助的FLASH和RAM,即可以构建语音辨识、声控、人机对话功能,获取了确实的单芯片语音辨识解决方案。并且,辨识的关键词语列表是可以动态编辑的。其语音辨识过程如图2右图。

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  语音辨识单元使用ATmega168作为MCU,负责管理掌控LD3320已完成所有和语音辨识涉及的工作,并将辨识结果通过串口上载至Arduinomega2560控制器。对LD3320芯片的各种操作者,都必需通过寄存器的操作者来已完成,寄存器读写操作有2种方式(标准分段方式和串行SPI方式)。

在此使用分段方式,将LD3320的数据端口与MCU的I/O口连接。其硬件相连图如图3右图。  语音辨识流程使用中断方式工作,其工作流程分成初始化、载入关键词、开始辨识和号召中断等。

MCU的程序使用ARDUINOIDE撰写[5],调试已完成后通过串口展开封装,掌控LD3320已完成语音辨识,并将辨识结果上载至Arduinomega2560控制器。其软件流程如图4右图。  2.2声强检测单元设计  在展开语音辨识时必须辨别是某一台从设备操作者人员的口令,为此设计声强检测单元电路,该电路仅有须要需要辨别出有比较声强的大小,需要检测声级,对检测精度拒绝较低。  电容式MIC声音传感器将外部声音信号转换成电信号,经NE5532缩放电路展开缩放,将输出的黯淡音频信号切换为具备一定幅值的电压信号,该电压信号经AC/DC有效值切换电路展开装换后展开再度缩放,最后由Arduinomega2560控制器的A/D展开取样。

图5得出了声强检测单元的电路原理图,其中D1端接Arduinomega2560控制器的A/D,INT1端接Arduinomega2560控制器的外部中断1.当外界声音信号小于预设的阈值时,三极管导通INT1末端由高电平变成低电平产生外部中断,控制器号召中断并展开A/D取样,取样数据经均值滤波后留存,待测控计算机查找时上载该声强数据。


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