语音识别技术在智能嵌入式系统中的应用研究

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Ａｐｐｌ　ｉｃａｔｉＯｎ　ｏｆ　Ｓｐｅｅｃｈ　Ｒｅｃｏｇｎｉ　ｔｉＯｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｂｕｉ　ｌｄｉｎｇ　Ａｕｔｏ－Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　

郭莉莉　

Ｇｕｏ　Ｌｉｌｉ　（沈阳建筑大学城市建设学院，辽宁沈阳１１０１６７）　

（Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｊｉａｎｚｈｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｕｒｂａｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｃｏｌｌｅｄｇｅ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１　１０１６７）　

摘要：随着语音识别技术的发展，孤立词、小词汇量的语音识别系统在日常生活中得到广泛应用，本文提出了一种基于　ＤＳＰ的孤立词实时语音识别系统，并将动态时间规整技术运用到识别算法中。根据楼宇控制系统的特点，结合ＢＡＣｎｅｔ网络协　

议，把系统设计成ＢＡＣｎｅｔ设备的一个嵌入式子系统，从而把语音识别应用到楼宇控制系统中。结合了系统硬件速度快、算法高　

效的特点，实现了对楼字更加实时、方便的控制。　关键词：数字信号处理器；语音识别；动态时间规整；ＢＡＣｎｅｔ协议　

中图分类号：ＴＮｇｌ　２　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７１—４７９２一（２０１　０）Ｉ一０１　５０—０４　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｐｅｅｃｈ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ　ｉｓｏｌａｔｅ　ｗｏｒｄ　ａｎｄ　ｓｍａｌｌ　ｖｏｃａｂｕｌａｒｙ　

ｓｐｅｅｃｈ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｈａｓ　ａｌｒｅａｄｙ　ｂｅｅｎ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｗｉｄｅｌｙ　ｉｎ　ｄａｉｌｙ　ｌｉｖｅｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ａ　ｉｓｏｌａｔｅ　ｗｏｒｋ　ｒｅ－　

ａｌ－ｔｉｍｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ，　ａｎｄ　ｕｓｅｓ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｔｉｍｅ　ｗａｒｐｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｃＯｇｎｉｔｉＯｎ　ａｌｇｏ－　

ｒｉｔｈｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＢＡＣｎｅｔ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｔｈｅ　

具有语音指令的智能家居控制系统设计

随着科技的不断发展，智能家居也成为了现代家庭的一种普及趋势。越来越多的家庭开始使用智能家居系统，如智能灯光、温控、安防等控制设备，以提高居住舒适度、方便性和安全性等方面的体验。在这种情况下，一个具有语音指令的智能家居控制系统设计也变得越来越必要。

在设计具有语音指令的智能家居控制系统之前，我们需要先了解一些基础概念，例如智能家居系统的主要构成部分，语音识别技术的基本原理等。智能家居系统的主要构成部分包括传感器、控制器、执行器、通信网络和用户接口等多个方面。其中，控制器是智能家居系统的核心，它由嵌入式接口、CPU、无线模块和存储模块等组成，能够完成语音控制和设备间信息的传递等任务。

语音识别技术是指计算机系统能够识别和理解人类语言的一种技术。语音识别技术是智能家居系统中最核心的技术之一。它主要对声音信号进行处理和分析，将所分析出来的语音信息转换成数字形式，供计算机处理。而在语音识别技术的基本原理中，主要包括语音信号的采集、特征提取、模式识别等多个环节。语音识别技术的优越性在于它简单易用、自然方便，并且可以不用触摸屏幕或使用遥控器等传统操作方式来对智能家居设备进行控制。 针对无线语音识别技术，目前的主要机型是基于Alexa、Google Home等智能音箱的设备。它们主要包括语音识别模块、语音分析处理模块和响应控制模块三个部分。其中，语音识别模块使用的是深度学习算法，例如卷积神经网络 (Convolutional

Neural Networks, CNN)、循环神经网络 (Recurrent Neural Networks,

RNN)、长短时记忆网络 (Long Short-Term Memory, LSTM)、门控循环单元 (Gated Recurrent Unit, GRU) 等模型。通过机器学习算法的协同工作，运用特征融合、模型融合等方法实现类似人类的语音识别过程。

第ｌ６卷第４期　２００８年１２月　厦门理工学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｘｉａｍｅｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．１６　Ｎｏ．４　Ｄｅｅ．２０ｏ８　

一种嵌入式语音识别控制模块的设计与实现　

徐敏　，邹　莹２，魏洪兴２　

（１．厦门理工学院电子与电气工程系，福建厦门３６１０２４；２．北京航空航天大学机器人研究所，北京１００１９１）　

［摘要］在分析语音识别原理的基础上，结合机器人系统人机交互需求，提出了一种基于Ｌｉｎｕｘ应用　平台、￥３Ｃ２４１０Ｘ为处理器的低功耗、高性能的嵌入式语音识别控制模块，并分别从模块的硬件结构、软件　流程进行分析和设计，通过硬件平台的搭建和软件程序的实现，达到了硬件设计简单、控制灵活、人机交　互便捷的目的．　［关键词】机器人；语音识别；嵌入式系统；隐式马尔可夫模式　［中图分类号］Ｔｉｔ３９１　［文献标志码］Ａ　［文章编号］１００８—３８０４（２００８）０４—００４３—０４　

０　引言　

随着计算机技术、模式识别等技术的发展，适应不同场合的语音识别系统相继被开发出来，语音　识别及处理技术在计算机、信息处理、通信与电子系统、自动控制等领域的应用也越来越广泛．嵌入　

式语音识别技术已经发展到第二代，即以隐式马尔可夫模式识别方法为主要技术来实现对非特定语音　的识别，这种技术的发展降低了识别计算复杂度，并提高了识别准确率…．同时在语音识别技术的　

革新中，也带来了语音识别在机器人交互技术下一代的应用革新．　在智能机器人功能中，语音识别是人机交互的重要组成部分之一，而在语音采样基础上的识别，　

是机器人传感器融合中的重要环节，它用以接收人声的控制命令和信息交互．在传统的语音识别应用　中，多采用ＰＣ或ＤＳＰ来实现，前者的目的是利用ＰＣ较强的处理速度来实现模拟定点运算，后者则　

是直接利用ＤＳＰ的定点运算能力完成，但二者的功耗均较大，不适合应用于对功耗敏感的嵌入式计　算场合．ＤＳＰ处理器发展多年到今天已经品种繁多，如ＴＩ公司和ＡＤＩ公司等几大阵营有多款优秀的　

⾮特定⼈语⾳识别（ASR）嵌⼊式解决⽅案

⾮特定⼈语⾳识别(ASR)嵌⼊式解决⽅案

国家/地区︰上海市上海市区

联系电话︰139******** 联系⼈︰郑先⽣(经理)

最近登⼊︰2009/12/24

嵌⼊式语⾳识别在消费类电⼦产品市场应⽤上⼤约分成三类：⼿提设备，游戏/ 玩具以及汽车。我们已经开发出能安装在智能⼿机Smartphone上的连续语⾳及短语语⾳识别软件：Wanson ASR Chip1.0，它是专门为微⼩芯⽚上⽽开发的嵌⼊式语⾳识别引擎。，可以为⽤户提供语⾳拨号和声⾳命令控制等功能。这些软件可以作⽤在智能⼿机Smartphone，CDMA/2.5G/3.5G芯⽚，智能玩具以及汽车的导航系统上。该语⾳识别软件兼顾到识别速度和识别准确率的平衡，能运⽤于⼀系列从语⾳命令控制，语⾳⼈名拨号到语⾳翻译，语⾔学习的实际应⽤中，使得我们的OEM 伙伴能快速地推出他们的新产品。1、Wanson ASR Chip1.0 综述：

l此引擎可以为您已有的硬件平台上（⽆论是16位MCU、DSP、或者ARM）上增加语⾳识别的功能，⽐如⼿机控制器平台。全套的解决⽅案包括了公司专有的⾮特定⼈语⾳识别引擎，不需要您现有控制器作⼤的硬件改动（仅需要增加⾳频的输⼊和输出电路）。l在控制器芯⽚中移植⾮特定⼈语⾳识别引擎（标准的C语⾔写的代码），利⽤控制器芯⽚的运算能⼒完成语⾳识别功能，引擎可以识别关键词200多条左右（可以根据控制器芯⽚的性能有所增加）。l系统具有显着的抗噪性能，在30分贝下，基本上能够完全识别，在30到50分贝的较吵的环境中，也能保持在90%以上的识别率；2、Wanson ASR Chip1.0系统

2、1系统框图及概述

Wanson ASR Chip1.0是⼀套功能强⼤，具有全部开发⼯具的语⾳识别系统，使开发者可以⽅便⽽快速地开发出⼀系列不同的应⽤。Wanson ASR Chip1.0 提供的特性包括有：该语⾳识别软件附带了⼀系图形化界⾯的软件开发包，使⼚商可以很快在现有的产品上增加语⾳识别功能；