语音识别系统设计.docVIP

第1章绪论

1.1引言

智能电子技术在现实生活中的智能家居电子产品中得到广泛应用。特别是计算机技术、网络通信技术、信息控制技术的迅猛开展与提高，促使家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、平安化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们的生活质量，智能化家居也正是在这种形势下应运而生的。智能家居的日渐兴起给人们的家居生活带来了全新的感受，家居智能化正在成为一种趋势。

智能家电通过处理电子技术,来集成或控制家中的电子电器产品,让家居生活更加舒适、平安、有效。与普通家电相比,智能家电不仅具有传统的家电功能,还能根据人们的语音指挥,由原来的被动静止结构转变为具有主动识别语音执行的智慧工具,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的平安性、舒适性。本文通过对传统的家庭照明系统、电扇和电视机进行改造,使其成为具语音识别功能的智能家电，由于条件限制此次设计的智能控制系统由驱动LED显示来进行仿真实现。

1.2国内外智能语音识别系统开展现状

语音识别研究从二十世纪50年代开始到现在已经历了半个多世纪的蓬勃开展，在这期间获得了巨大的进展。

国外的语音识别研究工作可以追溯到20世纪50年代ATT贝尔实验室开发的第一个能实现十个英文数字的语音识别系统。是在60年代末70年代初。在70年代，提出了语音信号线性预测编码〔LPC〕技术，动态时间规整〔DTW〕技术，矢量量化(VQ)和隐马尔可夫模型(HMM)理论。进入80年代以后，研究的重点逐渐转向大词汇量、非特定人连续语音识别。这一时期，语音识别的研究更进一步，兴起了人工神经网络在语音识别中的应用。进入20世纪90年代后，语音识别系统开始从实验室走向实用。许多著名的大公司如IBM、苹果、AT＆T和NTT都对语音识别系统的实用化研究投以巨资。比拟有代表性的系统有：IBM公司推出的ViaVoice和DragonSystem公司的NaturallySpeaking,Nuance公司的NuanceVoicePlatform语音平台，Microsoft的Whisper,Sun的VoiceTone，以及当今流行的Apple的siri功能。

我国的语音识别研究起始于1958年，由中国科学院声学所利用电子管电路识别十个元音。直至1973年才由中国科学院声学所开始计算机语音识别。1986年3月我国高科技开展方案(863方案)启动，国家863智能计算机专家组为语音识别技术研究专门立项，每两年举行一次专题会议。现在我国语音识别技术的研究水平已经根本上与国外同步，在汉语语音识别技术上还有自己的特点与优势。国内有不少语音识别系统已研制成功。在孤立字大词汇量语音识别方面，最具代表性的要数92年清华大学电子工程系与中国电子器件公司合作研制成功的THED-919特定人语音识别与理解实时系统。在连续语音识别方面，91年12月四川大学计算机中心在微机上实现了一个主题受限的特定人连续英语汉语语音翻译演示系统。在非特定人语音识别方面，有清华大学计算机科学与技术系在87年研制的声控查号系统并投入实际使用。

而住宅智能化系统的概念也是从上世纪70年代末起源于美国，随后，欧洲、日本等国家住宅智能化也得到了飞速开展。在我国，智能家居这一概念推广较晚，约在90年代末住宅智能化系统进入国内，但其开展速度非常快，全国已建立了一些具有一定智能化功能的住宅小区和家庭智能化生活住宅。

1.3主要工作

鉴于目前市场上的各类智能家居产品在人机交互方面还只是停留在手动控制没有实现真正的人机对话，本文把语音识别引入到智能家居系统中实现了语音控制家用电器，具体的说，本文主要做以下几个方面的工作：

1．进行设计方案比照，并简要介绍了凌阳SPCE061A单片机，以及它在语音识别方面的应用，并对系统中用到的语音识别技术做了介绍。

2给出了系统的总体结构图，并对局部硬件原理图进行了详细的分析和说明。

3.对系统的软件设计进行了介绍，并给出了局部程序的流程图。

4对论文进行了总结，并提出了未来需要进一步研究开发的方向。

第2章系统设计方案的研究

2.1方案总体比拟和选择

方案的差异在于使用的核心控制芯片不同比拟如下：

方案一：采用凌阳单片机作为我们的控制电路核心，凌阳SPCE061A十六位单片机不仅内置32kFlash，而且集成了语音处理模块。

方案二：采用AT89S52单片机控制，外加专门DSP处理芯片或者语音处理模块。与方案三比拟，52单片机具有编程灵活，其控制简单的特点，但外加芯片或模块无疑增加技术难度，并且提高了制作本钱。

方案三：采用AP7003芯片为控制核心，外加简单的语音处理模块。与方案二、三比拟不需要编程，控制简单，但识别率较低，效果不好。

通过比拟，方案二和方案三无论从技术上