专利名称：一种脏话检测助手及其使用方法
技术领域：
本发明涉及语音识别技术，具体地说，是基于语音识别技术而开发出的一种脏话
检测助手及其使用方法。
背景技术：
帮助人们控制说脏话的习惯一直是社会道德要求的一部分，以前人们只是通过人 为提醒的方式很难达到预期的效果，因为人做某一件事总会产生疲劳，久而久之则不会记 得去提醒别人，而且常常人为的提醒别人，也容易让对方产生反感。 然而目前国内外研究语音识别技术所取得的重大发展，现已出现了动态时间弯曲 (DTW)算法、隐马尔可夫模型(HMM)和人工神经网络三种算法，能够满足对简单语音文本进 行识别，其识别精度也比较高。其中，《国外电子元器件》2002年第六期刊载了一篇《基于 ADSP-2181语音识别模块》的文章，该文章中公开了一种基于ADSP2181DSP数字信号处理芯 片的语音识别模块的实现方案，通过DSP芯片的灵活性、可编程性以及高速的运算速度等 优点，实现了一种非特定人、小词汇表、孤立词的语音识别。另外，《科协论坛》2009年第7 期(下)也刊载了一篇《基于ADSP的语音识别系统》，该文章中也公开了一种基于AD公司 的Blackf in-533开发平台，通过提取语音信号的美尔倒谱系数(MFCC)，并在此基础上采用 动态时间调整(DTW)算法提取语音参数与已有的参数模板匹配，实现指定文本的语音识别 功能。 如图1、2所示，常见的语音识别系统软件流程图和语音识别模块的结构框图，通 过该语音识别模块及其流程对数字语音信号进行处理，能够实现对简短的语音文本进行识 别。 基于目前语音识别技术的成熟和脏话检测的需要，现有技术中还缺少一种能够灵 活应用于脏话检测的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种脏话检测助手，它是基于目前成熟的语音识别技术而开 发出的一种便携式的脏话检测装置，产品体积小巧，节能省电，携带方便，通过对用户说话 内容的监听和检测，不但能记录用户说脏话的时间和频率，还能判断出用户说脏话的严重 等级，当用户说脏话过于频繁时，还会输出报警提示信息，提示用户注意言行，从而起到一 个警示作用，实现一种帮助用户戒除说脏话习惯的功能。 为达到上述目的，本发明表述一种脏话检测助手，包括便携式终端和配置在上位 机上的数据处理系统，其中，所述便携式终端设置有语音采集单元和语音识别单元，其关键 在于所述语音采集单元和语音识别单元用于实现用户话语中脏话短语的识别功能，所述 数据处理系统用于实现数据处理和软件升级功能； 在所述便携式终端上还设置有CPU中央控制单元、外扩存储器、输出显示单元以 及蜂鸣器报警电路，其中
所述CPU中央控制单元用于协调和控制各个单元电路的工作，还用于统计并记录 所述语音识别单元识别到脏话信息的次数和时间； 所述外扩存储器用于存储CPU中央控制单元所统计和记录的数据； 所述输出显示单元用于实时显示语音识别单元识别出脏话信息的次数和时间； 所述蜂鸣器报警电路用于输出报警提示信息，提示用户注意言行。 所述语音采集单元的输入端连接有麦克风，该麦克风用于接收用户说话过程中的
语音信息，所述语音采集单元用于完成语音信号的采样和量化； 所述语音识别单元包括数字信号处理器(DSP)、程序存储器以及语音样本存储器， 其中，数字信号处理器(DSP)接收所述语音采集单元量化后的数字语音信号，用于识别并 判断该数字语音信号中是否含有脏话信息，所述程序存储器用于存储语音识别算法，所述 语音样本存储器用于存储脏话信息的语音样本。 本发明所述的脏话检测助手开始工作时，所设置的麦克风接收用户的语音信息并 转化为模拟的电信号，该模拟信号传送到语音采集单元中，经过语音采集单元的采样和量 化，将模拟的语音信号转化为数字语音信号，量化后的语音信号传送到语音识别单元中，所 述语音识别单元中的数字信号处理器(DSP)对量化后的数字语音信号进行分帧处理和端 点检测，确定每一帧语音信号的端点位置后，再对所每一帧语音信号进行特征提取，所述语 音信号的特征信息包括语音频谱信息以及语调轮廓信息等。当系统工作在训练模式时，所 提取的语音特征信息将保存在语音样本存储器中，作为语音识别模式时的参考样本。当系 统工作在语音识别模式时，所述数字信号处理器(DSP)运行所述程序存储器中所保存的语 音识别算法，通过语音识别算法对实时提取的语音特征信息与保存在语音样本存储器中的 样本信息进行模式匹配，最终实现语音识别的功能。 所述语音识别技术在背景技术也作了详细描述，未详尽之处可通过背景技术做相 应参考，在此不再累述。 用户先自定义一些脏话短语，通过所述脏话检测助手的语音训练模式将所述脏话
短语的语音特征值作为参考样本保存在语音样本存储器中，所述脏话检测助手的便携式终
端工作在语音识别模式时，实时接收并监测用户话语中的语音信息，当语音识别单元识别
到用户话语中包含有预先自定义的脏话短语时，所述CPU中央控制单元则记录语音识别单
元识别到脏话短语的时间。另外，所述CPU中央控制单元还统计语音识别单元识别到脏话
短语的次数，CPU中央控制单元统计和记录的检测结果保存在外扩存储器中，同时还实时显
示在输出显示单元上，当脏话检测助手检测到用户在一固定时间内所说的脏话短语达到预
定的极限值时，所述蜂鸣器报警电路则输出报警提示信息，提示用户注意言行。 所述便携式终端还设置有USB数据接口 ，该USB数据接口用于实现便携式终端与
所述数据处理系统之间的数据传输。 所述数据处理系统中的数据处理功能用于获取所述外扩存储器中储存的数据信
息，分析用户说脏话的次数、说脏话的频率、说脏话的时间以及说脏话的严重等级； 所述数据处理系统中的软件升级功能用于进行语音训练和参数设置。 所述脏话检测助手还在上位机上配置有数据处理系统，用户可以通过USB数据线
将便携式终端与上位机相连，通过上位机上配置的数据处理系统可以读取所述外扩存储器
中保存的数据，由于外扩存储器中保存的数据是检测到用户说脏话的时间和次数，所以，通过数据处理系统对该数据进行时序分析和统计，很容易得出用户说脏话的时间、说脏话的 次数以及说脏话的频率，通过用户说脏话的频率高低，系统预定义一种说脏话严重程度的 判断标准，从而给出用户脏话的严重等级，用户通过观察数据处理系统分析的数据结果，也 可以看到自己进步情况，从而更好的改善自己克服说脏话的习惯。 用户也可以根据自身情况通过所述数据处理系统进行软件升级，比如设定一些个
性化的脏话短语，设定脏话严重等级的判断标准以及设定蜂鸣器报警电路的控制参数等等。 所述便携式终端上还配置有电源管理模块，该电源管理模块用于提供该便携式终 端中硬件电路的电源。 通过一种便携式的电源为所述便携式终端供电，使该装置使用更加灵活。 本发明还表述了所述脏话检测助手的一种具体使用方法，其关键在于按照以下
步骤进行 步骤一，样本建立和参数设置将所述的便携式终端的USB数据接口接入上位机 中，打开上位机上配置的数据处理系统，在所述数据处理系统中输入语音训练模式指令，用 户对着所述便携式终端定义脏话短语，成功定义每一个脏话短语后选择保存，所述脏话短 语的语音样本则保存到了语音识别单元中的语音样本存储器上； 通过所述数据处理系统设定固定时间T、脏话次数的极限值N以及用户说脏话严 重等级的判断频率，其中，T为预定的时间长度，N为大于1的整数； 步骤二，实现脏话信息检测按照步骤一所述方法成功定义至少一个脏话短语后， 所述便携式终端则可以进入脏话识别模式，用户接通所述便携式终端的电源管理模块，所 述便携式终端开始工作，当用户的话语中包含有步骤一所定义的脏话短语时，所述输出显 示单元则显示出所识别到的脏话信息的次数和时间，当该便携式终端在固定时间T内检测 到用户说脏话的次数达到极限值N时，所述蜂鸣器报警电路输出报警提示信息，提示用户 注意言行； 步骤三，实现数据统计分析用户将所述便携式终端的USB数据接口接入上位机 中，打开数据处理系统，选择系统界面上的时序分析，系统界面则显示出用户说脏话的次 数、说脏话的频率、说脏话的时间以及说脏话的严重等级。 所述固定时间T设置为1分钟，所述检测到脏话信息次数的极限值N设置为3。
所述语音样本存储器中存储的脏话短语可以通过用户自己定义，用户通过数据处 理系统上的应用界面对语音样本存储器中的脏话短语进行添加或减少，在用户的使用过程 中，脏话短语的检测样本将不断的丰富，所述脏话检测助手检测脏话的能力也更强。
系统初步设定便携式终端在1分钟内检测到用户说脏话的次数达到3次时，所述 蜂鸣器报警电路输出报警提示信息，用户也可以根据自己说脏话习惯的严重等级，在所述 数据处理系统中设置CPU中央控制单元控制蜂鸣器报警电路的工作的参数，既设定固定时 间T和脏话次数极限值N的具体值。 本发明的显著效果是利用成熟的语音识别技术开发出一种便携式的脏话检测装 置，产品体积小巧，节能省电，携带方便，通过对用户说话内容的监听和检测，不但能记录用 户说脏话的时间和频率，还能判断出用户说脏话的严重等级，当用户说脏话过于频繁时，还 会输出报警提示信息，提示用户注意言行，从而起到一个警示作用，实现一种帮助用户戒除说脏话习惯的功能。
图1为常见语音识别系统软件流程图；
图2为语音识别模块结构框图；
图3为本发明的电路原理框图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。 如图2、3所示， 一种脏话检测助手，包括便携式终端a和配置在上位机上的数据处 理系统b，其中，所述便携式终端a设置有语音采集单元1和语音识别单元2，所述语音采集 单元1和语音识别单元2用于实现用户话语中脏话短语的识别功能，所述数据处理系统b 用于实现数据处理和软件升级功能； 在所述便携式终端a上还设置有CPU中央控制单元3、外扩存储器4、输出显示单 元5以及蜂鸣器报警电路6; 所述语音采集单元1的输入端连接有麦克风，该麦克风用于接收用户说话过程中 的语音信息，所述语音采集单元1用于完成语音信号的采样和量化； 在具体实施过程中，所述语音采集单元1采用0MAP5912开发平台，0MAP是一 种片上系统(SoC)，即开放式多媒体应用平台——0MAP(0pen Multimedia A卯lication Platform)，它是德州仪器公司提供的一种解决方案，既能高效地处理多媒体信号，体积和 功耗又很小。它的硬件和软件可以实时解码数据流，例如处理MP3格式的音频流和MPEG-4 格式的视频流，所消耗的功耗比最好性能的RISC处理器还要小很多。针对OMAP处理器对 语音应用的特别支持，因此我们在此选择0MAP5912对语音信号进行采样和量化处理。
所述语音识别单元2包括数字信号处理器DSP、程序存储器EPR0M以及语音样本存 储器FLASH,其中，数字信号处理器DSP接收所述语音采集单元1量化后的数字语音信号，用 于识别并判断该数字语音信号中是否含有脏话信息，所述程序存储器EPROM用于存储语音 识别算法，所述语音样本存储器FLASH用于存储脏话信息的语音样本。
所述数字信号处理器DSP采用ADSP2181数字集成芯片，程序存储器EPROM采用 27C010，是一片采用CMOS工艺的低功耗EPROM，容量为128K，所述语音样本存储器FLASH采 用AT29C020，用了存储脏话信息的语音样本。 所述CPU中央控制单元3用于协调和控制各个单元电路的工作，还用于统计并记 录所述语音识别单元2识别到脏话信息的次数和时间； 所述外扩存储器4用于存储CPU中央控制单元3所统计和记录的数据； 所述输出显示单元5用于实时显示语音识别单元2识别出脏话信息的次数和时
间，在实施例中采用LCD显示； 所述蜂鸣器报警电路6用于输出报警提示信息，提示用户注意言行。 所述便携式终端a还设置有USB数据接口 7，该USB数据接口 7用于实现便携式终
端a与所述数据处理系统b之间的数据传输。 所述数据处理系统b中的数据处理功能用于获取所述外扩存储器4中储存的数据信息，分析用户说脏话的次数、说脏话的频率、说脏话的时间以及说脏话的严重等级； 所述数据处理系统b中的软件升级功能用于进行语音训练和参数设置，用户可以
根据自身情况通过所述数据处理系统b进行软件升级，比如增添或减少一些个性化的脏话
短语，设定脏话严重等级的判断标准以及设定蜂鸣器报警电路6的控制参数等等。 所述便携式终端a上还配置有电源管理模块8 ，该电源管理模块8用于提供该便携
式终端a中硬件电路的电源。 在具体的使用过程中，按照以下步骤进行 步骤一，样本建立和参数设置将所述的便携式终端a的USB数据接口 7接入上位 机中，打开上位机上配置的数据处理系统b，在所述数据处理系统b中输入语音训练模式指 令，用户对着所述便携式终端a定义脏话短语，成功定义每一个脏话短语后选择保存，所述 脏话短语的语音样本则保存到了语音识别模块2中的语音样本存储器FLASH上；
通过所述数据处理系统b设定固定时间T、脏话次数的极限值N以及用户说脏话严 重等级的判断频率，其中，T为预定的时间长度，N为大于1的整数； 步骤二，实现脏话信息检测按照步骤一所述方法成功定义至少一个脏话短语后， 所述便携式终端a则可以进入脏话识别模式，用户接通所述便携式终端a的电源管理模块 8，所述便携式终端a开始工作，当用户的话语中包含有步骤一所定义的脏话短语时，所述 输出显示单元5则显示出所识别到的脏话信息的次数和时间，当该便携式终端a在固定时 间T内检测到用户说脏话的次数达到极限值N时，所述蜂鸣器报警电路6输出报警提示信 息，提示用户注意言行； 步骤三，实现数据统计分析用户将所述便携式终端a的USB数据接口 7接入上位 机中，打开数据处理系统b，选择系统界面上的时序分析，系统界面则显示出用户说脏话的 次数、说脏话的频率、说脏话的时间以及说脏话的严重等级。
本发明的工作原理 所述便携式终端a利用现有成熟的语音识别技术对用户话语中的脏话信息进行 检测，如果识别出用户话语中包含有预先定义的脏话短语时，所述CPU中央控制单元3则记 录该脏话短语产生的时间，同时统计出识别到脏话信息的次数，通过CPU中央控制单元3的 协调和控制，所述CPU中央控制单元3统计和记录的结果将保存在外扩存储器4中，同时也 实时显示在输出显示单元5中的LCD上显示，当所述便携式终端a在一分钟内检测到用户 说了 3次脏话时，所述CPU中央控制单元3则控制蜂鸣器报警电路6工作，由蜂鸣器报警电 路6输出报警信息提示用户注意言行。 将所述便携式终端a通过USB数据接口 7接入上位机，由上位机上配置的数据处 理系统b读取所述外扩存储器4中保存的数据，由于外扩存储器4中保存的数据是检测到 用户说脏话的时间和次数，所以，通过数据处理系统b对该数据进行时序分析和统计，很容 易得出用户说脏话的时间、说脏话的次数以及说脏话的频率，通过用户说脏话的频率高低， 系统预定义一种说脏话严重程度的判断标准，从而给出用户脏话的严重等级，用户通过观 察数据处理系统b分析的数据结果，也可以看到自己进步情况，从而更好的改善自己克服 说脏话的习惯。
权利要求
一种脏话检测助手，包括便携式终端(a)和配置在上位机上的数据处理系统(b)，其中，所述便携式终端(a)设置有语音采集单元(1)和语音识别单元(2)，其特征在于所述语音采集单元(1)和语音识别单元(2)用于实现用户话语中脏话短语的识别功能，所述数据处理系统(b)用于实现数据处理和软件升级功能；在所述便携式终端(a)上还设置有CPU中央控制单元(3)、外扩存储器(4)、输出显示单元(5)以及蜂鸣器报警电路(6)，其中所述CPU中央控制单元(3)用于协调和控制各个单元电路的工作，还用于统计并记录所述语音识别单元(2)识别到脏话信息的次数和时间；所述外扩存储器(4)用于存储CPU中央控制单元(3)所统计和记录的数据；所述输出显示单元(5)用于实时显示语音识别单元(2)识别出脏话信息的次数和时间；所述蜂鸣器报警电路(6)用于输出报警提示信息。
2. 根据权利要求1所述的一种脏话检测助手，其特征在于所述便携式终端(a)还设 置有USB数据接口 (7)，该USB数据接口 (7)用于实现便携式终端(a)与所述数据处理系统 (b)之间的数据传输。
3. 根据权利要求1、2所述的一种脏话检测助手，其特征在于所述数据处理系统(b) 中的数据处理功能用于获取所述外扩存储器(4)中储存的数据信息，分析用户说脏话的次 数、说脏话的频率、说脏话的时间以及说脏话的严重等级；所述数据处理系统(b)中的软件升级功能用于进行语音训练和参数设置。
4. 根据权利要求1所述的一种脏话检测助手，其特征在于所述便携式终端(a)上还 配置有电源管理模块(8)，该电源管理模块(8)用于提供该便携式终端(a)中硬件电路的电 源。
5. —种权1所述脏话检测助手的使用方法，其特征在于按照以下步骤进行 步骤一，样本建立和参数设置将所述的便携式终端(a)的USB数据接口 (7)接入上位机中，打开上位机上配置的数据处理系统(b)，在所述数据处理系统(b)中输入语音训练模 式指令，用户对着所述便携式终端(a)定义脏话短语，成功定义每一个脏话短语后选择保 存，所述脏话短语的语音样本则保存到了语音识别模块(2)中的语音样本存储器上；通过所述数据处理系统(b)设定固定时间T、脏话次数的极限值N以及用户说脏话严重 等级的判断频率，其中，T为预定的时间长度，N为大于1的整数；步骤二，实现脏话信息检测按照步骤一所述方法成功定义至少一个脏话短语后，所述 便携式终端(a)则可以进入脏话识别模式，用户接通所述便携式终端(a)的电源管理模块 (8)，所述便携式终端(a)开始工作，当用户的话语中包含有步骤一所定义的脏话短语时， 所述输出显示单元(5)则显示出所识别到的脏话信息的次数和时间，当该便携式终端(a) 在固定时间T内检测到用户说脏话的次数达到极限值N时，所述蜂鸣器报警电路(6)输出 报警提示信息，提示用户注意言行；步骤三，实现数据统计分析用户将所述便携式终端(a)的USB数据接口 (7)接入上位 机中，打开数据处理系统(b)，选择系统界面上的时序分析，系统界面则显示出用户说脏话 的次数、说脏话的频率、说脏话的时间以及说脏话的严重等级。
6. 根据权利要求5所述的脏话检测助手的使用方法，其特征在于所述固定时间T设置为1分钟，所述极限值N设置为3t
全文摘要
本发明公开一种脏话检测助手，包括便携式终端和数据处理系统，其中，便携式终端设置有语音采集单元和语音识别单元，其特征在于语音采集单元和语音识别单元用于实现用户话语中脏话短语的识别功能，所述数据处理系统用于实现数据处理和软件升级功能；在便携式终端上还设置有CPU、外扩存储器、输出显示单元以及蜂鸣器报警电路。所述脏话检测助手的一种使用方法是，先建立或更新脏话信息语音样本；然后实现脏话信息检测；最后实现数据统计分析。其显著效果是产品体积小巧，携带方便，不但能记录用户说脏话的时间和频率，还能判断出用户说脏话的严重等级，当用户说脏话过于频繁时，还会输出报警提示信息，提示用户注意言行。
文档编号G10L15/14GK101794576SQ20101010461
公开日2010年8月4日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者汪成亮, 温罗生, 钟将 申请人:重庆大学