专利名称：基于汉语语音识别的遥控模块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于语音识别技术领域，特别涉及采用单片计算机、数字信号处理器(DSP)和遥控技术实现一种实用化、通用化的语音遥控器结构设计。
背景技术：
基于汉语语音识别的遥控装置，如语音遥控玩具、家电遥控器等，是一个非常巨大的市场。以语音遥控玩具为例，有调查表明，小孩和成人对于高科技玩具的热情将使他们很快接受语音玩具，并且乐意以较高的价格购买。但目前国内市场上还没有适合国内消费者价位和心理的基于汉语语音识别的遥控玩具，其主要原因是语音识别技术的开发投入周期长、数量大、风险高。
从技术上分析，一些先进国家在语音识别的理论和实用上已经走在了前面。美国SENSORY公司生产的语音识别专用芯片RSC-364系统产品已经应用于不同的手机、电话、玩具，甚至示波器等仪器中。菲利浦和韩国三星也推出了基于特定人语音识别的手机。但在汉语的识别技术上，中国仍然具备很大的优势。目前，中国实现的各种基于数字信号处理器和基于单片计算机的语音识别模块，将语音识别功能在基于数字信号处理器(DSP)的模块上实现，并与单片计算机联用，实现了语音拨号电话机等一些演示产品。但是，这些模块仍然不能投入实用化产品阶段，主要原因是(1)结构设计上的通用性不强，比如，没有一体化的遥控模块、扩展接口；(2)单元、器件选型实用性不好，成本高，体积大，功能不强；(3)模块没有通用和直接固化的语音识别软件程序，软件程序仍然需要语音识别方面的专门技术人员针对不同的应用背景修改完成，限制了语音识别技术的应用。
发明内容
本实用新型的目的是为克服现有语音识别模块结构设计上的缺点，设计出一种新颖和通用化的基于汉语语音识别的遥控模块的硬件结构，选择恰当的单片计算机、数字信号处理器、遥控电路集成到同一个模块上，使其电路设计最优化，系统成本显著降低，模块功能多；采用通用的语音识别软件直接固化在闪存存储器上，不再修改；这样，模块可以直接应用在具备语音识别功能的遥控装置上。
本实用新型设计的一种基于汉语语音识别的遥控模块，包括电源及与其相连的单片计算机、数字信号处理器、语音采集和与回放电路、遥控电路，以及为各电路提供所需的各种电压的电源；其特征在于，还包括闪存存储器、接口电路，所说的单片计算机和数字信号处理器经接口电路双向连接；单片计算机和遥控电路经过单片计算机上的并行接口单向连接，方向从单片计算机到遥控电路；数字信号处理器通过自带的地址和数据总线与闪存存储器双向连接，并通过自带的接口与语音采集与回放电路双向连接。
本实用新型具有以下显著特点1.基于汉语语音识别的遥控模块，其结构组成和功能包括了遥控应用中所需要的单元，具有很强的通用性；2.基于汉语语音识别的遥控模块采用的单元，性价比高，成本低，开发时间短，集成度高，资料查询和采购方便，实用性好；3.基于汉语语音识别的遥控模块，其闪存存储器内固化有通用的语音识别算法，不需要进行二次开发。
图1为本实用新型的基于汉语语音识别的遥控模块的结构示意图；图2为本实用新型用于语音玩具的实施例结构示意图。
具体实施方式
本实用新型基于汉语语音识别的遥控模块结合附图及实施例详细说明如下；本实用新型设计的一种基于汉语语音识别的遥控模块如图1，包括电源及与其相连的单片计算机、数字信号处理器、语音采集和与回放电路、遥控电路，闪存存储器、接口电路，以及为各电路提供所需的各种电压的电源；所说的单片计算机和数字信号处理器经接口电路双向连接；单片计算机和遥控电路经过单片计算机上的并行接口单向连接，方向从单片计算机到遥控电路；数字信号处理器通过自带的地址和数据总线与闪存存储器双向连接，并通过自带的接口与语音采集与回放电路双向连接。
本实用新型各部分电路均可采用成熟产品，各部分的功能分别详细说明如下；A.单片计算机该单片计算机负责向遥控电路发送指令，和控制接口电路，以与数字信号处理器交换数据(控制、结果和状态)，从模块外接的键盘采集用户的键盘输入，在模块外接的液晶上显示提示行(或者控制模块外接的数码显示灯(LED))等。
B.数字信号处理器数字信号处理器实现以下功能(1)将语音采集与回放电路输入的数据进行处理，得到语音识别的结果；(2)对闪存存储器读或写数据。
(3)负责提示音的压缩、存储、解压与回放管理；(4)通过接口电路与单片计算机交互。
C.闪存存储器这部分采用一片闪存(FLASH)数据存储器，用来保存各种掉电后不丢失的数据。这些数据主要是以下几种初始化程序、标准提示音数据、由数字信号处理器传送的训练好的供识别用特征数据、预先固化的语音识别程序。数据由数字信号处理器保存和调用。
D.接口电路该接口电路具有电平转换，逻辑译码及数据锁存功能，分别实现数字信号处理器和单片计算机的地址分配和系统信号的处理；实现数字信号处理器和单片计算机单元的数据交换；本实用新型可采用如下标准接口串行(RS232C)标准接口、4×4标准键盘扫描接口、串行外设接口(SPI)或芯片总线(I2C)接口、遥控并行接口，液晶接口，数码显示灯(LED)接口。
E.语音采集与回放电路此电路分语音前置处理、信号放大及滤波、采样编解码、信号功率放大几部分电路。
语音前置处理电路为模块外接的驻极式麦克风提供合适的偏压，并将采入的语音信号传给下一级信号放大及滤波电路。
信号放大及滤波电路将来自前端的语音信号分级放大和滤波后提供给采样编解码电路。经过滤波后，能将环境中的低频噪声干扰有效的滤除。
采样编解码电路分为模拟输入与模拟输出两个电路。模拟输入电路的输出信号通向数字信号处理器，模拟输出电路将数字信号处理器的模拟输出信号传送给信号功率放大电路。电路设有的硬件滤波器能在软件的控制下对输入的信号作进一步的处理。电路中的可编程增益控制器，能通过软件调整输入语音信号的动态范围使之与模拟/数字(A/D)转换器的动态范围相匹配。
经过前置处理、硬件滤波以及高质量量化的语音信号，为下一步进入高性能的语音识别奠定了扎实的基础。
信号功率放大电路将来自编解码芯片模拟输出电路的音频信号放大到足以驱动外接的扬声器。该电路也提供耳机接口供灵活使用。
F.遥控电路采用编码器芯片和标准遥控模块(无线遥控模块，红外遥控模块，蓝牙遥控模块等)。编码器芯片将单片计算机输出的并行遥控信号编码为串行信号，送到标准遥控模块输出和发射。
G.电源电源提供电路所需的各种电压。能够适应较宽的电压变化范围，电压转换效率高，且其外围的滤波电路能较好的抑制各种电子干扰。
本实用新型用基于汉语语音识别的遥控模块组构成一种语音遥控玩具车的实施例，结合附图2说明如下。
本实施例整个语音遥控玩具车包括遥控器和玩具车两部分，遥控器将语音命令转换成指令，而玩具车通过遥控接受装置接受遥控器输出的指令并驱动动作机构，产生与语音命令一致的动作。
本实施例的遥控器采用如图1所示的基于汉语语音识别的遥控模块，其中各电路采用的具体型号如图2所示，分别说明如下；(1)单片计算机采用AT89C51，也可用其它系列的单片计算机；(2)数字信号处理器采用TMS320VC33，或者美国德州仪器公司生产的其它高速数字信号处理器；(3)闪存存储器采用39V040，或根据空间大小选择其它的FLASH存贮器；(4)接口电路采用GAL22LV10，或根据情况选择其它的通用逻辑阵列(GAL)芯片；(5)语音采集与回放电路主要采用AD73311，或根据情况选择其它的编解码芯片；(6)遥控电路采用编码器芯片TA12和27M标准无线射频调制电路，通过天线发射，遥控距离可以达到300米。或根据情况选用红外遥控模块；(7)电源采用+5V，正负12V电源模块；本实施例的数字信号处理器(DSP)程序直接使用固化的数字信号处理器(DSP)标准玩具语音识别软件模块；微控制器程序使用C(也可以采用PL/M或汇编语言)编写，程序中完成以下简单的任务定义语音命令的个数，将每个语音命令翻译成玩具的动作，定义了一些新的组合动作，发送遥控信号。
本实施例的玩具车部分包括车具的结构及遥控接收电路、其中车具的结构可以设计成不同的造型形体，遥控接收电路可采用与遥控器中的遥控电路相应的接收器。
本实施例的语音遥控玩具车可具有以下功能(1)玩具车能够进行远距离语音控制；(2)玩具车通过语音遥控，能够前进、后倒、左右转和上下翻，同时充分利用语音控制灵活、命令多的特点，可以自定义一些组合动作；(3)语音命令事先训练，训练结果具有专用性，只有主人能够随意操纵自己的玩具，符合孩子们的心理，增加了趣味性；同时，可以克服主人发音不准、方言所带来的识别错误问题；
权利要求1.一种基于汉语语音识别的遥控模块，包括电源及与其相连的单片计算机、数字信号处理器、语音采集和与回放电路、遥控电路，以及为各电路提供所需的各种电压的电源；其特征在于，还包括闪存存储器、接口电路，所说的单片计算机和数字信号处理器经接口电路双向连接；单片计算机和遥控电路经过单片计算机上的并行接口单向连接，方向从单片计算机到遥控电路；数字信号处理器通过自带的地址和数据总线与闪存存储器双向连接，并通过自带的接口与语音采集与回放电路双向连接。
专利摘要本实用新型属于语音识别技术领域。其模块包括单片计算机、数字信号处理器、闪存存储器、接口电路、语音采集与回放电路、遥控电路、电源。其模块的结构设计优化,通用性强,其中,基于语音识别的程序直接固化在程序空间,在二次开发时不用修改。该模块很好的解决了基于汉语语音识别遥控器开发中的通用模块和方法问题。
文档编号G06F3/00GK2499938SQ01264329
公开日2002年7月10日 申请日期2001年9月28日 优先权日2001年9月28日
发明者薛晓光 申请人:北京安可尔通讯技术有限公司