作者：恩智浦物聯(lián)網(wǎng)與安全解決方案資深總監(jiān) Steve Tateosian

使用語音命令來控制我們生活中的機器通常能夠更加自然（且更快）地與周遭世界進行互動。隨著越來越多的小型、低成本消費設備取消按鈕，僅提供觸摸屏，語言命令的作用將更加重要。使用基于云的系統(tǒng)來添加語音識別是一種選擇，但這會帶來用戶隱私和延遲問題。它們還要求最終用戶具有可訪問的網(wǎng)絡，并且對于許多智能家居和消費物聯(lián)網(wǎng)應用而言，這往往會產(chǎn)生高昂成本。

為了幫助設計師應對這些挑戰(zhàn)，恩智浦將離線語音控制帶到了邊緣。

恩智浦EdgeReady SLN-LOCAL-IOT解決方案基于i.MX RT跨界MCU系列，可幫助開發(fā)人員開箱即用地進行概念開發(fā)。它的超小外形和“交鑰匙”特性使其成為向智能產(chǎn)品添加語言控制功能的理想平臺，能夠最大限度地減少風險、產(chǎn)品上市時間和開發(fā)工作。

這一系統(tǒng)為i.MX RT帶來了高質(zhì)量的遠場音頻前端、可定制的喚醒詞引擎和命令識別引擎。當和完整的音頻硬件設計搭配使用時，此新解決方案可用于應用特定的語音識別模型。例如，在洗衣機中，用戶可以通過語言命令來啟動洗滌程序。然后，洗衣機可以詢問適當?shù)膯栴}來設置水溫、旋轉(zhuǎn)周期以及任何其他相關(guān)參數(shù)。

離線實施意味著能夠消除一些會增加成本的因素，例如Wi-Fi模塊和云服務費用。在恩智浦低成本i.MX RT106L MCU上運行時，此系統(tǒng)可同時提供多合一功能和低廉成本。這種組合使其非常適合各種智能家居應用，包括開關(guān)、調(diào)光器、小型電器和恒溫器。

另一個關(guān)鍵優(yōu)勢是設計自帶的隱私保護，這意味著音頻不會被傳輸?shù)皆?，所有處理都在本地設備完成，不會有語音記錄永久存儲在任何地方。SLN-LOCAL-IOT解決方案結(jié)合了許多尖端技術(shù)，而這些技術(shù)通常都來自昂貴得多的硬件和協(xié)處理器DSP。利用i.MX RT的性能，該解決方案可以完成MPU+DSP設計中通常提供的大多數(shù)（在許多情況下所有）音頻功能。

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音頻處理前端和本地控制庫是獨特的使能技術(shù)，并且這兩個功能可以搭配或分別使用以定制用戶體驗。本地控制庫軟件包具有喚醒詞和命令檢測功能，并且易于集成到任何應用中。另外，對于典型語音模型，使用的RAM不到100KB，這為其余應用留出了足夠的RAM。

在設置并初始化庫之后，應用只需將輸入音頻流饋送到控制庫即可。當庫檢測到喚醒詞或命令時，它將為用戶應用程序執(zhí)行回調(diào)以進行處理。

為庫提供饋送的是音頻處理前端。該組件負責收聽多個麥克風（在語音解決方案中最多三個），并通過波束成型和回聲消除來清理音頻。前端選擇最佳的波束并將音頻發(fā)送到庫。

通過將語音控制帶到邊緣，恩智浦使開發(fā)人員可以在不犧牲性能、成本或隱私的前提下，引入消費者期望的功能。

恩智浦EdgeReady SLN-LOCAL-IOT解決方案的目標應用：

- 智能照明

- 遮陽物和風扇控制

- 智能插頭和插座

- 智能家電

- 機頂盒和住宅網(wǎng)關(guān)

- 警報器和恒溫器

- 車庫門開啟器

- 空調(diào)

- 銷售點終端 POS

- 工業(yè)自動化

- 免提過程控制

在不久的將來，SLN-LOCAL-IOT有望與其他領先的AI/ML功能相結(jié)合，包括人臉識別、物體檢測和異常檢測，以實現(xiàn)各種令人興奮的新應用。