服务机器人中嵌入式语音识别交互系统的研究讲述.ppt

服务机器人中嵌入式语音识别交互系统的研究 前 言 随着现代科技和计算机技术的不断发展，人们在与机器的信息交流中，需要一种更加方便、自然的方式，而语言是人类最重要、最有效的信息源。另外实现人机之间语音交互，让机器“听懂”人的话也是人们梦寐以求的事情。随着语音识别技术的出现，使得这一理想得以实现。特别是在智能服务机器人系统中，基于语音识别的人机交互是最为直接的交互手段。 近年来，随着智能化小产品和消费类电子产品的迅速发展，语音识别系统大量从PC平台转移到嵌入式设备中，嵌入式语音识别技术得到越来越多的应用。 语音识别技术的应用 语音识别的基本原理 嵌入式语音识别交互系统硬件设计 嵌入式语音识别交互系统软件设计 目 录 目前，语音识别技术应用最广泛的就是在家电方面的应用。此外在通讯、自动控制和各种智能机器人等方面都有着越来越广泛的应用。 语音识别技术的应用 语音识别技术的应用 该机器人具有语音识别及语音合成功能，可自由对话及讲解、背诵唐诗、演唱歌曲、跳舞等。游客通过语音识别系统可以和机器人进行简单的对话。该种机器人可应用于科技馆、商店和旅游场所进行导游服务。 1 海尔—哈工大机器人技术公司研制的系列导游机器人 语音识别技术的应用 该机器人进一步提高了语音识别能力，可与儿童对话并实现部分儿童监护功能。NEC公司称，PaPeRo机器人增加了“噪声环境下分辨声音的能力、对手写笔记、文字和动画的认识能力，还有与人自然沟通的能力” 。 2 日本NEC 机器人PaPaRo 语音识别技术的应用 东芝试制出家用机器人的概念模型。 该概念模型利用语音识别和语音合成技术可以与人交谈，利用图像识别技术可以识别事先注册的人。该产品通过语音识别功能可以根据语音来指示其行动。如果在远处召唤则可以确定声音发出的位置并且走过来。另外还可以利用语音合成功能发出声音。 3 日本东芝家用机器人ApriAlpha 语音识别技术的应用 本田公司在类人型机器人“ASIMO” 中新配备了语音识别技术，可以进行简单的对话。比如，除了可以回答诸如“请问你的出生年月日”、“为什么取名为ASIMO”、“很可爱喔”等50 种提问以外，还可以按照“向右转”、“鞠躬”、“挥动双手”等30 种命令做出相应的动作。 4 日本本田机器人ASIMO 语音识别的基本原理 语言识别 语言学 计算机科学 信号处理 心理学 …… 一个语音识别系统主要包括训练和识别两个阶段。 在训练阶段，用户输入若干次训练语音，系统经过上述预处理和特征提取后得到特征矢量参数，然后通过特征建模建立训练语音的参考模型库。 在识别阶段，将输入语音的特征矢量参数和参考模型库中的参考模型进行相似性度量比较，将相似性最高的输入特征矢量作为识别结果输出。 语音识别的基本原理 语音识别的基本原理 语音识别原理框图 嵌入式语音识别交互系统硬件设计 嵌入式语音识别交互系统硬件设计 系统硬件结构框图 多通道语音输入模块采用模拟加法器来实现。将经由多个麦克输入的模拟语音信号进行叠加，然后求其均值，便可获得一路输出语音信号。 输入语音经MIC 后转化为电信号，一般在音频信号处理过程中，前端都会混入50Hz 的交流电源噪声，所以前端采用滤波电路进行预滤波。 输出语音资源事先经压缩编码后存入单片机内存中，语音交互时经D/A 转换后经由SPY0030（语音集成放大器）由喇叭输出。 通讯部分包括32 位I/O 接口和通用异步串行接口（UART），可以实现与控制板之间的通讯，实现对机器人的语音控制。 嵌入式语音识别交互系统软件设计 语音识别交互主函数流程图 语音识别前先要对系统进行语音训练，将训练语音的参考模板存储于芯片内，以供识别时与输入语音信号特征模型进行匹配识别。系统主函数的具体流程是： 训练完成后系统便会进入等待状态，等待主控板发出开始语音识别的触发指令，在收到指令前系统是不进行语音识别交互过程的。 收到主控板发出的开始语音识别交互的指令后，系统便进入了语音识别交互状态。初始化识别器后系统就会等待用户的语音命令了。 用户发出语音命令，系统识别后便会根据所识别语音命令的种类做出相应 的动作，当系统没有识别出语音命令，便会根据不同的情况（环境太嘈杂、没 有检测出声音等）发出不同的提示音，用户需再次发出语音命令。语音交互结 束之后，系统回到接收初始化识别器指令前的状态，没有结束便会继续循环完 成语音识别交互。。 thanks * *