該設計運用三星公司的S3C2440，結合ICRoute公司的高性能語音識別芯片LD3320，進行了語音識別系統(tǒng)的硬件和軟件設計。在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下，運用多進程機制完成了對語音識別芯片、超聲波測距和云臺的控制，并將語音識別技術應用于多角度超聲波測距系統(tǒng)中。通過測試，系統(tǒng)可以通過識別語音指令控制測量方向，無需手動干預，最后將測量結果通過語音播放出來。

1.引言

語言是人類傳播信息的重要手段，語音識別則是實現(xiàn)語音控制的關鍵技術。采用嵌入式語音識別技術使得設備具有功耗低、使用簡便、靈活等優(yōu)點，擺脫了復雜按鍵和按鈕的困擾，在服務機器人、智能家居及消費電子等領域發(fā)揮著重要作用。

2.系統(tǒng)構成與原理

語音識別主要包括兩個階段：訓練階段和識別階段。在訓練或識別過程中，都必須對輸入語音進行預處理和特征提取。訓練階段通過用戶輸入的若干次訓練語音，經(jīng)過預處理和特征提取后得到特征參數(shù)，最后通過特征參數(shù)建模，進而建立訓練語音的參考模型庫。而識別階段是將輸入語音的特征矢量參數(shù)和參考模型庫中的參考模型進行相似性度量，然后把相似度最高的輸入特征矢量作為識別結果輸出，從而達到語音識別目的，如圖1 所示。

圖1 語音識別原理框圖

語音識別技術可分為：特定人識別和非特定人識別兩種。特定人識別是指需要對待識別人的語音進行采集訓練，識別對象為專門的人;非特定人識別是指識別對象為大多數(shù)用戶，一般要采集多個人的語音進行錄音、訓練和學習，從而達到較高的識別率。

在實際應用中，現(xiàn)代技術開發(fā)嵌入式語音識別有兩種實現(xiàn)方式：調(diào)入嵌入式語音開發(fā)包和外擴語音識別芯片。本文的語音識別系統(tǒng)方案是以嵌入式處理器S3C2440 為核心，外擴非特定人語音識別芯片LD3320，并將超聲波測距模塊和云臺相結合作為系統(tǒng)的機械執(zhí)行機構。系統(tǒng)測量過程如下：首先根據(jù)語音指令控制兩自由度云臺的位姿，使超聲波探測器指向特定方向，然后開啟超聲波探測器，測量出前方障礙物距離，最后將測量結果轉化為可以播放的二進制數(shù)據(jù)流，通過LD3320的播放功能完成數(shù)據(jù)的播放。

3.硬件電路設計方案

硬件電路主要包括語音識別部分、主控部分、超聲波測距部分和舵機控制部分，如圖2 所示。處理器為三星公司的S3C2440，系統(tǒng)主頻最高可達533 MHz，支持SPI、I2C、UART等接口，能夠滿足控制系統(tǒng)的需求。主控芯片S3C2440 通過SPI 總線完成對語音識別模塊的讀寫操作，超聲波測距部分和舵機控制部分由處理器的GPIO進行統(tǒng)一控制。

圖2 硬件電路設計方案