专利名称：语音控制装置及方法
所属领域本发明涉及一种语音控制多路电子开关，它可适应于各种家用电器的语音控制。
背景技术：
现有的家用电器多配备有无线控制装置，用于控制家用电器的各种功能，如电视机配备的遥控器用于控制电视机的频道、音亮、色度。空调中的遥控器控制风向、温度调整等等。但对手脚活动不方便的病人，却不能方便的使用这种遥控器。虽然现在有采用语音识别系统，但由于价格高、且复杂，还没有普及到家用电器。而简单的语音控制却存在着识别率低的问题。
中国专利公开了一种<对讲机声控发话器>，其专利号是00254108.4，它是通过对讲机声控发话器实现当有讯号输入时，手机发射讯号。
发明内容
本发明的目的是设计一种简单、价格低，语音识别率高的语音控制装置及方法。
发明内容
本发明的目的是设计一种简单、价格低，语音识别率高的语音控制装置及方法。
本发明的目的是这样实现的，设计一种语音控制装置，它至少包括话筒用于接收语音输入，并将语音输入信号转变为电信号；滤波电路用于将上述的一路电信号同时产生输出不同频带的音频信息；一带A/D转换器的处理电路，与滤波电路的输出电连接，用于将滤波电路的不同频带输出转变为数字量存贮；用于与已存贮的数字量进行比较，以确定语音输入的有效性，当读取的语音信息有效时，控制一个对应的输出端动作；存贮器，电连接在控制电路的数据总线上，用于存贮有效的语音输入信息；键盘电连接在控制电路的I/O口中，至少包括一按键用于控制语音输入是否存入存贮器内；至少还包括一按键用于确定控制电路的一输出端口与一语音输入信息相对应，当对应的语音输入时，控制电路使相应输出端动作。
语音控制的方法，包括语音信息的初始化和语音控制输出两个过程1、语音信息的初始化，语音信息的初始化是将经确认的语音经话筒变换成电信号，所述的电信号经放大电路放大后，再经多个不同频带的滤波电路滤波得到同一音频信息不同频带的电信息，这些不同频带的电信息由带有多路A/D转换器的处理电路处理转化成对应频带数字量信息存贮在存贮器某一地址段，所述的确认过程是由键盘上的确认键确认后完成的；存贮器可以存入多个不同语音的输入，并将其存入不同的存贮器地址段，这些不同的存贮器地址段决定了不同的控制电路输出；2、语音控制输出，初始化确认键执行完毕后，进入语音控制输出，经确认的语音在完成初始化后，只要是经确认的语音再次输入，处理电路将数字化的语音输入与存在存贮器内的数字量按不同地址进行比较，当一致时，使相应的输出端进行动作。
本发明的优点是由于本发明在系统中采用多路不同频段的滤波电路以提取不同语音的语音特征，由带有多路A/D转换器的处理电路并将其存入存贮器内，它可以有效的去除个体发音差异和环境引起的噪声影响，因此语音识别率高，使控制系统的可靠性大大提高。采用带有多路A/D转换器的处理电路即微处理器进行语音模式识别，具有成本低，结构简单特点，可以适应于各种不同的电器。该系统可以嵌入空调、灯具等家电中，实现家电的语音控制，从而替代传统的遥控器。
下面结实施例附图对本发明作进一步说明
图1是本发明电路原理框图；图中，1、话筒；2、放大电路；3、多路滤波电路；4、带有多路A/D转换器的控制电路；5、键盘；6、存贮器；7、电子开关。
实施方案如图1所示，图1是采用AT89S8535集成电路做为控制电路的实施例。它包括，话筒1、放大电路2、多路滤波电路3，带有多路A/D转换器的控制电路4、存贮器6、键盘5、电子开关7组成，话筒1可以选择音域好的话筒，话筒1的输入经低失真的放大电路2放大后，输入到多路滤波电路3的输入端，多路滤波电路3可以选取3至8个音频段；实际情况可根据性能价格比作以选择。带有多路A/D转换器的控制电路4可以采用AT89S8535集成电路，也可以选择其它带A/D转换器的集成电路；在带A/D转换器的集成电路的I/O口上连接有键盘5，在数据总线上电连接有存贮器6，在I/O口上电连接有电子开关7，电子开关7可以代替现有家用电器的按键。工作时，通过话筒1输入一语音，当此语音已存入存贮器6时，带有多路A/D转换器的控制电路4经确认正确时；会控制电子开关选通过，电子开关控制家用电器完成某一功能，如空设调器中的升温或降温。如电视机中的选台等。当然，这是通过带有多路A/D转换器的控制电路4内部编程实现的。
本发明工作主要包括语音信息初始化和语音控制输出两个过程语音信息的初始化，在此程序中，按动一个语音设置键，使控制电路处在接收语音状态；此时通过话筒输入与命令相一致的语音；控制电路识别后，将输入的语音存入到存贮器4000至47FF；4000为第1个滤波电路输出所对应的地址，47FF为第8个滤波电路输出所对应的地址；如语音输入无效，可执行取消命令；再重新进入开始程序；如语音输入有效可按继续键，程序进入第二条命令的录入，第二条命令的录入地址可以存放到存贮器4800至4FFF；4800为第二条语音的第1个滤波电路输出所对应的地址，4FFF为第8个滤波电路输出所对应的地址；如语音输入无效，可执行取消命令；再重新执行以上程序；语音输入有多少条命令可根据系统设计而定，其工作程序相同；最后按结束键结束命令，上述说明过程只是为了理解方便所举的例子，实际设计是因具体的电路进行结构设计。
语音控制输出，语音初始化过程完成以后，语音控制装置便具有了识别语音的能力，同时也就具备了利用语音进行设备控制的能力。利用语音进行控制电器可以通过如下说明以增加理解。
程序在等待状态下，接收语音的输入，当有语音输入时，将接收的语音与存贮器内的存贮的信息进行比较，4000开始到47FF的地址中的内容对应了一条命令，4800到4FFF为另一条命令，输入的语音经放大，经带有多路A/D转换器的处理电路3转换成数字量后，如此数字量与4000至4FFF各段量化的数字量相近似，带有多路A/D转换器的处理电路3将控制一个对应的输入/输出口动作，如P1.0对应语音命令1，P1.1对应语音命令2等等。
在本发明中采用的滤波器可以是反混叠失真滤波器；以避免采样信号发生混叠，然后进行采样和量化，并使用由八个滤波器组成的滤波器组将信号分解到不同的频带上。在进行特征提取之前，信号还需要经过预加重器和端点检测，其目的在于去除个体发音差异和环境引起的噪声影响等；接着，将反映语音信号本质特征的声学参数提取出来，本发明中采用的特征参数主要是短时平均振幅；语音的特征参数的时间序列便构成了语音的模式，将其与已经存贮在机内的参考模式逐一进行比较(模式匹配)，由判决规则确定得出最佳匹配的参考模式便是识别结果；参考模式是在系统使用前获得并存贮起来的。为此，要输入一系列已知语音信号，提取它们的特征作为参考模式，这以过程初始化过程。
权利要求
1.语音控制的方法，包括语音信息的初始化和语音控制输出两个过程(1)语音信息的初始化，语音信息的初始化是将经确认的语音经话筒变换成电信号，所述的电信号经放大电路放大后，再经多个不同频带的滤波电路滤波得到同一音频信息不同频带的电信息，这些不同频带的电信息由带有多路A/D转换器的处理电路处理转化成对应频带数字量信息存贮在存贮器某一地址段，所述的确认过程是由键盘上的确认键确认后完成的；存贮器可以存入多个不同语音的输入，并将其存入不同的存贮器地址段，这些不同的存贮器地址段决定了不同的控制电路输出；(2)、语音控制输出，初始化确认键执行完毕后，进入语音控制输出，经确认的语音在完成初始化后，只要是经确认的语音再次输入，处理电路将数字化的语音输入与存在存贮器内的数字量按不同地址进行比较，当一致时，使相应的输出端进行动作。
2.根据权利要求1所述的语音控制方法设计的语音控制装置，其特征是它至少包括话筒用于接收语音输入，并将语音输入信号转变为电信号；滤波电路用于将上述的一路电信号同时产生输出不同频带的音频信息；一带A/D转换器的处理电路，与滤波电路的输出电连接，用于将滤波电路的不同频带输出转变为数字量存贮；用于与已存贮的数字量进行比较，以确定语音输入的有效性，当读取的语音信息有效时，控制一个对应的输出端动作；存贮器，电连接在控制电路的数据总线上，用于存贮有效的语音输入信息；键盘电连接在控制电路的I/O口中，至少包括一按键用于控制语音输入是否存入存贮器内；至少还包括一按键用于确定控制电路的一输出端口与一语音输入信息相对应，当对应的语音输入时，控制电路使相应输出端动作。
3.根据权利要求2所述的语音控制装置，其特征是带有多路A/D转换器的控制电路4可以采用AT89S8535集成电路。
4.根据权利要求2所述的语音控制装置，其特征是带有多路A/D转换器的控制电路4也可以选择其它带A/D转换器的集成电路；
5.根据权利要求2所述的语音控制装置，其特征是多路滤波电路3可以选取3至8个音频段；
6.根据权利要求2所述的语音控制装置，其特征是在I/O口上电连接有电子开关7，电子开关7可以代替现有家用电器的按键。
7.根据权利要求2所述的语音控制装置，其特征是采用的滤波器可以是反混叠失真滤波器
8.根据权利要求2所述的语音控制装置，其特征是在进行特征提取之前，信号还需要经过预加重器和端点检测，其目的在于去除个体发音差异和环境引起的噪声影响等；接着，将反映语音信号本质特征的声学参数提取出来。
9.根据权利要求2所述的语音控制装置，其特征是所述的特征参数主要是短时平均振幅；语音的特征参数的时间序列便构成了语音的模式，将其与已经存贮在机内的参考模式逐一进行比较(模式匹配)，由判决规则确定得出最佳匹配的参考模式便是识别结果；参考模式是在系统使用前获得并存贮起来的。
全文摘要
本发明是一种语音控制装置及方法，它包括语音信息的初始化和语音控制输出两个过程，其特征是在I/O口上电连接有电子开关7，电子开关7可以代替现有家用电器的按键。采用的滤波器可以是反混叠失真滤波器。在进行特征提取之前，信号还需要经过预加重器和端点检测，其目的在于去除个体发音差异和环境引起的噪声影响等；接着，将反映语音信号本质特征的声学参数提取出来。特征参数主要是短时平均振幅；语音的特征参数的时间序列便构成了语音的模式，将其与已经存贮在机内的参考模式逐一进行比较，由判决规则确定得出最佳匹配的参考模式便是识别结果；参考模式是在系统使用前获得并存贮起来的。本发明结构简单、价格低，语音识别率高。
文档编号G10L21/00GK1452159SQ0211453
公开日2003年10月29日 申请日期2002年4月18日 优先权日2002年4月18日
发明者赵荣椿, 付亚齐, 郑江滨, 张艳宁, 任金昌, 王庆, 蒋冬梅 申请人:赵荣椿, 付亚齐, 郑江滨, 张艳宁, 任金昌, 王庆, 蒋冬梅