基于USB存儲技術(shù)的電子語(yǔ)音記錄系統的設計方案

語(yǔ)音識別技術(shù)與嵌入式USB主機系統是目前電子設計領(lǐng)域的新興技術(shù)，其應用十分廣泛。本系統結合該兩項技術(shù)，實(shí)現了一個(gè)嵌入式USB主機結構的電子語(yǔ)音記錄系統。該系統充分利用了凌陽(yáng)單片機強大的語(yǔ)音識別功能。并通過(guò)嵌入式USB主、從控制芯片SL811HS和相應的軟件設計，實(shí)現了語(yǔ)音信號的智能識別，并以嵌入式主機方式保存到USB存儲器。該系統在保證了嵌入式系統的小型化特點(diǎn)的同時(shí)又實(shí)現了文字的錄入功能。它即可以作為一個(gè)可靈活更換存儲媒體的電子語(yǔ)音記事本，也可以作為一個(gè)語(yǔ)音錄入器，將記錄在USB存儲器中的文本文件方便的轉移到PC機等其他文字處理設備進(jìn)行再處理，具有極高的功能可擴展性。
1系統結構與原理
圖1是系統的硬件結構框圖。系統主要包括語(yǔ)音采集模塊、凌陽(yáng)單16位片機SPCE061A、液晶顯示模塊、USB主機接口控制器和USB存儲器等幾個(gè)部分。

該系統的功能是通過(guò)語(yǔ)音樣品采集訓練、語(yǔ)音識別和USB存儲等三個(gè)環(huán)節來(lái)實(shí)現的。語(yǔ)音樣品采集時(shí)，通過(guò)語(yǔ)音數據采集模塊內的駐極話(huà)筒來(lái)采集語(yǔ)音。采集到的語(yǔ)音數據通過(guò)SPCE061A的MIC-IN端輸入，再經(jīng)過(guò)SPCE061A內部A/D轉換器將其轉換成數字信號，并調用訓練API函數對其進(jìn)行特征提取，并以樣品模板庫要求的格式保存到SPCE061A的FLASH中。音樣品采集訓練時(shí)的提示信息和訓練結果會(huì )在LCD上顯示。
語(yǔ)音識別時(shí)，采集到的語(yǔ)音數據通過(guò)A/D轉換后，由語(yǔ)音識別API函數對其進(jìn)行特征提取，再與樣品模板庫中的語(yǔ)音樣品進(jìn)行特征匹配。匹配后的結果在LCD上顯示的同時(shí)，交給USB主機接口控制器，進(jìn)入下一步的信息保存環(huán)節。
在USB主機接口控制器模塊和與之配合的USB協(xié)議和FAT文件系統的支持下，系統完成對USB設備的枚舉。并以文本文件的格式將上一環(huán)節所識別出來(lái)的信息保存到USB存儲器中，最終實(shí)現系統的全部功能。
2語(yǔ)音識別
語(yǔ)音識別屬于模式識別，它主要包括語(yǔ)音信號預處理、特征提取、語(yǔ)音模板庫、測度估計和識別決策等幾個(gè)模塊。與人的認知過(guò)程很相似, 語(yǔ)音識別分為訓練和識別兩個(gè)階段。在訓練階段, 語(yǔ)音識別系統對語(yǔ)音樣本進(jìn)行學(xué)習。學(xué)習結束后，把學(xué)習的內容存儲到模板庫中。在識別階段,把當前輸入的語(yǔ)音在模板庫中查找最相近的結果，并進(jìn)行相應的處理。語(yǔ)音識別的基本原理框圖如圖2所示[1]

凌陽(yáng)SPCE061A單片機具有上述的語(yǔ)音識別技術(shù)要求的硬件和軟件的全部功能。硬件方面，SPCE061A內部有一個(gè)A/D轉換的輸入通道和自動(dòng)增益控制電路AGC，能隨時(shí)跟蹤、監視前置放大器輸出的音頻信號電平，使進(jìn)入A/D的信號保持在最佳電平。