語(yǔ)言表達障礙者的藏文語(yǔ)音輔助系統

當今，嵌入式系統已逐漸應用到各個(gè)領(lǐng)域，給人民群眾的生活提供了極大的方便。但是基于藏語(yǔ)的嵌入式語(yǔ)音播放系統幾乎沒(méi)有，該項目的實(shí)施可以填補藏文文本語(yǔ)音播放系統的空白，同時(shí)對于推廣藏語(yǔ)，提高少數民族同胞的生活、工作質(zhì)量，促進(jìn)少數民族事業(yè)發(fā)展都起到了很大的推動(dòng)作用。

該系統包括藏文嵌入式輸入法的設計與實(shí)現和藏文語(yǔ)音資源的處理兩大部分，通過(guò)本項目的的實(shí)施，可以解決藏族同胞中有語(yǔ)言障礙者的交流問(wèn)題，使其可以方便地將自己的想法通過(guò)鍵盤(pán)輸入的方式變成藏文文本，進(jìn)而可以通過(guò)該系統轉化成聲音，達到與正常人進(jìn)行交流的目的，從而大大地改善和提高了他們的生活質(zhì)量。

1 系統整體結構

本設計利用SPCE3200芯片進(jìn)行開(kāi)發(fā)，硬件上以開(kāi)發(fā)板作為開(kāi)發(fā)平臺，利用PC機進(jìn)行軟件程序開(kāi)發(fā)。SPCE3200嵌入式實(shí)驗箱是凌陽(yáng)科技大學(xué)計劃推出的一款全功能32位開(kāi)發(fā)學(xué)習系統，它基于S+Core架構32位微處理器SPCE3200，該處理器最大的特色是具有較強的多媒體處理能力。該核心板的設計基于開(kāi)發(fā)考慮，配置簡(jiǎn)單，布局簡(jiǎn)潔明了，外設齊全，接口標準，擴展方便，可以較容易的實(shí)現本系統的字符輸入、顯示、語(yǔ)音播放功能，因此本設計采用SPCE3200作為主控芯片。根據各功能的需求，其系統硬件整體框圖如圖1所示。主要由SPCE3200主控板、TFT模塊、Toueh Panel模塊、語(yǔ)音資源播放模塊組成。其中，TFT LCD即薄膜晶體管液晶顯示器。在驅動(dòng)方式上，與簡(jiǎn)單矩陣不同，它在液晶顯示屏的每一個(gè)像素上都設置有一個(gè)薄膜晶體管大大提高了圖像的質(zhì)量(尺寸、)含有行驅動(dòng)電路及數據驅動(dòng)，可直接與多媒體處理器SPCE32 00的LCD控制器接口相連：Touch Panel模塊利用SPCE3200獲取觸屏坐標，SPCE3200具有12位的ADC具有8個(gè)通用的A／D轉換通道，通過(guò)電阻式獲取觸屏的標值；使用UFAT文件系統對SD卡進(jìn)行讀寫(xiě)文件操作，并通過(guò)AD和DA通道實(shí)現MP3的語(yǔ)音播放功能。

1．1 TFT_LCD模組簡(jiǎn)介

TFT LCD是Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display的縮寫(xiě)，即薄膜晶體管液晶顯示器。在驅動(dòng)方式上，TFT LCD與無(wú)源TN LCD、STN LCD的簡(jiǎn)單矩陣不同，它在液晶顯示屏的每一個(gè)像素上都設置有一個(gè)薄膜晶體管(TFT)，可有效地克服非選通時(shí)的串擾，使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線(xiàn)數無(wú)關(guān)。大大提高了圖像質(zhì)量(尺寸、色彩)，控制起來(lái)也比較容易。TFT LCD模塊的電路連接式如圖2所示。

TFT LED主要由偏振片、濾色器基板、液晶、TFT基板、偏振片、背光源組成。通過(guò)改變R、G、B信號線(xiàn)上的電壓，可以控制LCD的透光，使每一個(gè)像素呈現不同的顏色。按照時(shí)序，控制整屏的所有像素點(diǎn)就可以控制LCD顯示。

內置于SPCE3200的TFT LCD接口能夠支持對多種輸入格式的TFT型LCD顯示屏的控制，譬如DataEnable(DE)、Hsync／Vsync、16位并行RGB、8位delta RGB以及CCIR601／656等輸入。LCD顯示屏支持的分辨率為320(水平像素)x240(垂直像素)，并支持NTSC／PAL顯示格式。由于同步信號的位置及寬度都是可配置的，故可以滿(mǎn)足各種規格的TFT LCD屏的要求。

本系統之所以選擇TFT LCD模組是根據系統對圖片顯示的的需求和模組接口簡(jiǎn)單，應用方便。此外TFT LCD內置觸屏接口，可以直接用來(lái)做觸摸屏，是本系統的觸屏與顯示一體化。

1．2 Toueh Pannel模組簡(jiǎn)介

觸摸屏(Touch Panel)是一種直接以觸碰方式來(lái)達成輸入指令的透明面板。SPCE3200具有12位的ADC具有8個(gè)通用的A／D轉換通道，通過(guò)X2或者X1把接觸點(diǎn)到Y1的電壓輸入SPCE3200的其中一個(gè)A／D通道，就可以計算獲得縱坐標值，同樣，通過(guò)Y1或者Y2把接觸點(diǎn)到X2的電壓輸入其中一個(gè)A／D通過(guò)，就可以獲得橫坐標值。

實(shí)驗箱上LCD大小為640 x480，最左端橫坐標為0，最右端橫坐標為639，最上端縱坐標為0。最下端縱坐標為479。假設屏上任意坐標點(diǎn)(x，y)的橫向電壓測得為Vx，縱向電壓測得為Vy，其中：0≤x640，0≤y480，0≤Vx≤3.3 V，0≤Vy≤3.3 V。此時(shí)計算得到：

本系統是針對特殊人群設計的，考慮到操作的方便性和容易性，所以利用Touch Panel模組可以讓使用者通過(guò)觸摸屏實(shí)現各種功能。

1．3 語(yǔ)音播放模塊——DAC

本系統語(yǔ)音的實(shí)現選擇SPCE3200的MP3文件播放。硬件上依賴(lài)DAC進(jìn)行輸出播放；軟件上主要通過(guò)MP3庫解碼器的API函數來(lái)實(shí)現，保證了語(yǔ)音輸出的質(zhì)量同時(shí)軟件操作上也較容易。

SPCE3200有兩路16位高速數模轉換器，可以進(jìn)行普通的D／A轉換，也可以進(jìn)行立體聲語(yǔ)音播放。SPCE3200的DAC模塊共有3個(gè)引腳：其中DAC_VREF為DAC參考電壓輸入引腳；DAC_CH0為DAC通道0信號輸出引腳；DAC_CH1為DAC通道1信號輸出引腳。SPCE3200的DAC模塊有兩路DAC通道(通道0和通道1)，具有4級深度的FIFO Buffer(Buffer的大小可設置)，可以編程設置DAC采樣率，其中斷機制和緩存區支持可使得語(yǔ)音播放更方便。其特性如下：

1)電壓型輸出；

2)16位精度；

3)共有兩路DAC通道(通道0和通道1)；

4)具有4級深度的FIFO Buffer，Buffer的大小可設置；

5)終端機制和緩沖區的支持使得利用DAC進(jìn)行語(yǔ)音播放更方便。

2 輸入鍵盤(pán)

本項目考慮到應用的復雜程度和系統資源分配，充分利用SPCE3200的多媒體特性，采用含37個(gè)按鍵的鍵盤(pán)來(lái)實(shí)現藏文字符以及數字和特殊符號的輸入，界面直觀(guān)，操作方便。

鍵盤(pán)的布局見(jiàn)圖3所示，本實(shí)驗將LCD液晶屏通過(guò)坐標測試分為主窗口、字符選擇窗口和字符顯示窗口。在鍵盤(pán)以圖片形式在鍵盤(pán)主窗口顯示，通過(guò)掃描函數以1～30號鍵作為藏文基本基字的存儲鍵，然后利用軟件將常用藏文字符存儲到每個(gè)鍵下，從而實(shí)現藏文的觸鍵輸入。本設計以*號鍵作為藏文分隔符，以←_鍵作為取消鍵，以鍵作為確認鍵，以↑鍵作為上翻鍵，以↓鍵作為下翻鍵，從而實(shí)現了上翻、下翻、確認、刪除、輸入等功能。以34鍵作為#鍵用來(lái)存儲數字符號和特殊的藏文符號，簡(jiǎn)單地實(shí)現數字特殊符號的輸入。