基于嵌入式的语音识别系统设计与实现

肖明尧

(长春师范大学计算机科学与技术学院，吉林长春 130032)

基于嵌入式的语音识别系统设计与实现

肖明尧

(长春师范大学计算机科学与技术学院，吉林长春 130032)

目前，语音识别已成为控制技术的热点之一，语音识别在某些特定领域或者特定的情景下拥有不可替代的作用。本设计使用SPCE061A、SPLC501和键盘模块，实现语音识别系统，使其同时具备基本信息的添加、删除、查找的功能，并通过语音识别功能，将存储在SPR4096中的信息进行相应的处理。

SPCE061A；语音识别；SPLC501

语音识别是控制技术的关键环节之一，在很多领域都有重要作用，甚至在某些特定领域它的作用是近乎不可代替的。例如，为了盲人或者行动不便的特殊人群能够更加方便地使用电梯，同时也为了电梯的使用变得更加人性化、智能化，林麒麟等人提出基于语音识别的电梯辅助控制系统的设计方法[1]；对于汽车控制系统，苟鹏程等人设计了基于Android系统的车载语音识别与控制系统，实现了语音控制导航、蓝牙电话及音乐播放功能[2]；针对老年人，张敏等人设计了基于语音识别和STM32的老年人健康状况监护系统[3]；针对智能家居，赵飞翔等人设计了一种智能家居系统，此系统是基于ZigBee远程语音控制的[4]。可以说，如今语音识别已经深入人们的生活之中。

本设计使用凌阳SPCE061A作为主芯片，SPLC501作为显示模块、键盘作为输入部件，并利用SPCE061A的内部存储和语音识别功能，为系统实现语音拨号。

1 系统总体方案介绍

本设计使用SPCE061A、SPLC501模块以及键盘模块构成。主控芯片使用凌阳SPCE061A，存储相应的通讯录数据，并且使用内部闪存保存语音识别训练阶段时生成的特征模型。由于SPCE061A只有32k的闪存，所以本设计无法加载汉字字库，只支持英文输入。SPLC501模块作为显示模块使用英文，符号和数字显示相应的数据以及菜单选项，并且可以通过SPCE061A控接收按键模块的输入信息，实现用户操作对系统的操作。语音信号通过SPCE061A上的音频输入电路和麦克输入系统并处理，最终达到语音拨号的效果。系统的硬件结构框图如图1所示。

图1 系统硬件结构图

2 软件总体设计

本设计的软件系统主要包含如下四个模块。(1)按键模块：扫描4×4键盘，获取键值。(2)显示模块：显示相应的英文、符号、数字。(3)通讯录模块：完成通讯录的增、删、改、查等操作。(4)语音拨号：对通讯录中的数据进行训练和识别，并将相应的数据设置成可语音拨号。以上四个模块组成了语音识别系统，软件系统框架图如图2所示。

图2 软件系统框架图

3 语音识别实现

语音拨号模块是由语音识别和语音训练两个模块组成，原理如图3所示。首先通过通讯录中的数据设定语音拨号，并且输入语音样本。进入语音训练模块，对相应的语音样本进行特征提取并建立模型，把此特征模型存入SPCE061A。当需要进行识别的时候，语音识别模块启动，对此时输入的语音样本进行分析和处理，得到相应的特征模型，然后将与已有的特征模型进行比对，如果两个模型的相似度达到设定的阈值，则输入的语音被识别并相应的数据输出。

图3 语音识别原理示意图

语音拨号模块由语音训练模块和语音识别模块两部分组成。训练模块的程序流程如图4所示，识别模块的程序流程如图5所示。

图4 训练程序流程图

图5 识别程序流程图

4 结语

本设计使用SPCE061A、SPLC501以及键盘模块，实现了手机通讯录的模型。此模型包含对手机通讯录的添加、删除、查询等功能外，还实现了语音识别，完成了语音拨号功能。通过语音训练和语音识别模块的构建使得语音识别成功率比较高，是一个典型的语音识别应用方案。

[1]林麒麟,包广清,宋旭辉,等.基于语音识别的电梯辅助控制系统设计[J].计算机与数字工程,2017(3):544-548.

[2]苟鹏程,宗群.车载语音识别及控制系统的设计与实现[J].计算机应用与软件,2017(5):129-134.

[3]张敏,石倩倩,张珊珊.基于语音识别和STM32的老年人健康状况监护系统的设计[J].电子质量,2017(5):57-59.

[4]赵飞翔,张园,张彦军,等.基于ZigBee远程语音控制的智能家居系统[J].电脑知识与技术:学术交流,2017(2):189-190.

DesignandImplementationofSpeechRecognitionSystemBasedonEmbeddedSystem

XIAO Ming-yao

(College of Computer Science and Technology,Changchun Normal University,Changchun Jilin 130032, China)

Nowadays, speech recognition has become one of the hot spots of the frontier science and technology. This project uses SPCE061A, SPLC501 module and 4×4 keyboard as platform to construct speech recognition system, and realize the basic functions of inputting, deleting and querying. And through speech recognition, the information stored in the SPR 4096 module is processed.

SPCE061A; speech recognition; SPLC501

TP391.4

A

2095-7602(2017)10-0037-03

2017-06-01

肖明尧(1980- )，男，讲师，硕士，从事嵌入式技术与模式识别研究。