許永樂

摘 要：目前，大部分家電設(shè)備操控均是選擇單獨(dú)的遙控設(shè)備，經(jīng)過獨(dú)立分開的微處理芯片幫助控制。然而智能家庭語(yǔ)音遙控系統(tǒng)屬于一類嵌入類式集成系統(tǒng)，其也是一類非接觸類型識(shí)別技術(shù)。這種遙控系統(tǒng)是通過使用者的聲音來實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備的開關(guān)操作。

關(guān)鍵詞：智能；語(yǔ)音遙控系統(tǒng)；語(yǔ)音識(shí)別

所謂語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)指的是設(shè)備經(jīng)過識(shí)別過程以及理解環(huán)節(jié)將用戶聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的命令信號(hào)或是文本信息的一類高新技術(shù)[1]。近年來，語(yǔ)音識(shí)別不斷被運(yùn)用在科研領(lǐng)域事業(yè)，使得語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)不斷得到完善、成熟，而語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用具有很大的發(fā)展空間，為人們的日常工作、生活提供了很大的便利。

1 語(yǔ)音系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)單介紹

系統(tǒng)通過向使用者提供一定的語(yǔ)音命令學(xué)習(xí)以及識(shí)別功能，使用者事先針對(duì)家電設(shè)備的遙控語(yǔ)音信號(hào)以及紅外或RF無線信號(hào)完成配對(duì)學(xué)習(xí)以及存儲(chǔ)操作?？刂婆_(tái)在進(jìn)行運(yùn)作中，語(yǔ)音系統(tǒng)利用輸入進(jìn)來的語(yǔ)音信號(hào)來完成命令識(shí)別，按照識(shí)別所得結(jié)果來進(jìn)行動(dòng)作查找，查找位置為內(nèi)部結(jié)構(gòu)的動(dòng)作庫(kù)，然后通過指定的紅外或RF無線信號(hào)輸出通道輸出配對(duì)精確的控制信號(hào)，再對(duì)各種家電設(shè)備實(shí)行遙控，從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音系統(tǒng)控制臺(tái)的功能作用。

2 語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)中簡(jiǎn)單命令菜單分析

這個(gè)命令菜單主要包括：讀取命令、刪除命令以及添加命令三個(gè)不同內(nèi)容。使用者可以按照實(shí)際需要來選擇命令，其中Cancel鍵可以返回上級(jí)菜單命令，現(xiàn)主要分析刪除和添加命令。

2.1 分析刪除命令

這個(gè)命令的操作較簡(jiǎn)單，使用者需要將待刪除命令的相關(guān)口令輸入進(jìn)去并按下OK鍵就能完成。這一過程中若系統(tǒng)尋找到對(duì)應(yīng)的命令內(nèi)容就會(huì)出現(xiàn)“刪除成功”提示，否則系統(tǒng)就會(huì)提示“刪除失敗”信息。

2.2 分析添加命令

首先實(shí)現(xiàn)一個(gè)新命令的添加操作包括：口令錄入以及紅外線信號(hào)錄入。使用者可以通過麥克風(fēng)設(shè)備進(jìn)行多次口令錄入操作，而系統(tǒng)會(huì)顯示已經(jīng)完成錄入的口令內(nèi)容，例如：關(guān)閉空調(diào)、開空調(diào)等。除此之外，使用者也應(yīng)使該遙控系統(tǒng)記錄好與該口令內(nèi)容相對(duì)的紅外線信號(hào)，在紅外線遙控器中按下關(guān)閉按鈕。完成這兩個(gè)操作內(nèi)容，新命令內(nèi)容就添加成功完成了。

3 語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)介紹

3.1 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)

整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的核心內(nèi)容是語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，大部分系統(tǒng)功能均可以通過語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)來幫助推動(dòng)各系統(tǒng)運(yùn)作[2]。而語(yǔ)音識(shí)別模塊設(shè)計(jì)質(zhì)量以及運(yùn)行有效性會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)功能運(yùn)行情況產(chǎn)生重要影響。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作包括很多學(xué)科內(nèi)容以及很多技術(shù)難點(diǎn)，并且一個(gè)企業(yè)在短期內(nèi)自行投入資金研究語(yǔ)音識(shí)別相關(guān)技術(shù)算法要花費(fèi)很多費(fèi)用，這種做法不現(xiàn)實(shí)。可以在已有語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)基礎(chǔ)上，采用該系統(tǒng)的API來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。在進(jìn)行研發(fā)過程中，可以選用SAPI15.0來充當(dāng)技術(shù)研發(fā)平臺(tái)。其中，SAPISDK產(chǎn)品是微軟公司開發(fā)的一個(gè)語(yǔ)音應(yīng)用方面的開發(fā)工具包，該工具包中包括有SAPI、語(yǔ)音合成引擎以及語(yǔ)音識(shí)別引擎等。而SAPI內(nèi)容中含有訓(xùn)練導(dǎo)向、語(yǔ)音識(shí)別管理、資源以及語(yǔ)法編譯等設(shè)計(jì)接口。

其中，語(yǔ)音引擎可以通過SAPI和DDI層實(shí)現(xiàn)交互工作，而應(yīng)用程序可以通過這兩個(gè)接口來實(shí)現(xiàn)通信。熟悉使用API，可以使設(shè)計(jì)者更好、更快的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)。為了提高系統(tǒng)底層結(jié)構(gòu)能力，可以在系統(tǒng)中增加命令列表識(shí)別以及語(yǔ)音模糊化功能。前者是采用SAPIA所具有的語(yǔ)法構(gòu)造能力，而構(gòu)造僅會(huì)識(shí)別特定命令列表內(nèi)容的一種識(shí)別設(shè)備。其中語(yǔ)音模糊化是通過采用某一個(gè)算法程序把一個(gè)精確的漢子變化為一個(gè)讀音信息從而實(shí)現(xiàn)模糊匹配。

3.2 2.4G無線通信技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，2.4G無線通信技術(shù)日益受到重視和使用，原因有三：首先它是一個(gè)全球性的頻段，開發(fā)的產(chǎn)品具有全球通用性；其次，它整體的頻寬勝于其他ISM頻段，這就提高了整體數(shù)據(jù)傳輸速率，允許系統(tǒng)共存；第三就是產(chǎn)品尺寸，2.4GHz通信芯片和天線的體積相當(dāng)小。

2.4G無線技術(shù)采用全雙工模式傳輸，傳送速率高達(dá)2 Mbps，抗干擾性能比之前的315、433、868、915MHz有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)；對(duì)于較大容量的數(shù)據(jù)傳輸更具吸引力，如雙向語(yǔ)音傳輸、光標(biāo)控制、游戲手柄等功能。

2.4G無線通信技術(shù)中常用的芯片有挪威Nordic公司的nRF24LE1無線芯片模組、以色列RFWave公司的RFW102無線芯片模組等。例如根據(jù)設(shè)計(jì)需求、性能及成本估算，可以采用nRF24LE1和nRF24LU1+作為處理主芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。nRF24LE1用作每個(gè)節(jié)點(diǎn)的收發(fā)主控芯片，其內(nèi)部有增強(qiáng)型的8051 MCU和內(nèi)嵌2.4G低功耗無線收發(fā)內(nèi)核nRF24L01P兩個(gè)部分，傳輸速率最高達(dá)到2 Mbps，保證大容量數(shù)據(jù)的無線快速傳輸。MCU和無線收發(fā)內(nèi)核之間通過SPI接口進(jìn)行通信。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智能家庭語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)在日常應(yīng)用過程中不僅方便，而且其軟硬件還具有較大范圍的擴(kuò)張作用。其中搜索引擎與系統(tǒng)相互結(jié)合能具備一個(gè)功能強(qiáng)大的語(yǔ)音搜索功能。若能深入識(shí)別該系統(tǒng)的加密功能，然后對(duì)各命令內(nèi)容實(shí)現(xiàn)安全等級(jí)劃分，例如幫助禁止一些特定命令內(nèi)容的使用，幫助識(shí)別兒童的聲音，防止兒童啟動(dòng)電氣設(shè)備等。該系統(tǒng)中還可以在硬件設(shè)備上進(jìn)行擴(kuò)展，比如：通過語(yǔ)音來幫助控制門的開關(guān)以及窗簾的伸展和拉緊。

[參考文獻(xiàn)]

[1]薛同澤，陳書旺.語(yǔ)音識(shí)別的智能門控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息.2008（14）：86-89.

[2]陳立文，王盛邦，鄺宇恒，朱建新，王國(guó)楓.智能家庭語(yǔ)音遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].2008（06）：155-157.