DSP的智能语音控制系统设计

孙启

摘 要

语音识别研究即让机器了解人的话语，懂得人的意图，并执行相关命令，当前智能语音控制系统已被应用到语言识别的多领域内。而本文则重点阐述了基于DSP的智能语音控制系统设计，该系统应用领域广泛，能为人机交互提供有力参考方案。

【关键词】DSP 职能语音控制系统 设计

语音识别技术起源自20世纪50年代，通过将近几十年的发展，技术已趋于成熟。我国语音识别技术研究起步晚，不过近年发展却相当快速，DSP的智能语音控制系统设计是当前备受关注的研究领域，关注DSP智能语音控制系统硬件设计与软件实现意义重大。

1 DSP的智能语音控制系统硬件设计

该系统硬件结构框图见图1，其中核心处理芯片用的是T1公司的TMS320VC5509芯片，特有的高速率、低功耗优势，被应用到便携式设备终端信号处理、语音处理等多领域。语音编解码芯片TLV320AIC23B用到了现代化Sigma-Delta采样技术，可在8-96kHz采样率范围中提供16位、20位、24位与32位采样，ADC与DAC信噪比各自能达90dB与100dB，此芯片被广泛应用到不同音频信号处理领域。无线部分则用到了基于nRF401无线通信芯片设计的PTR2000模块，此模块发射功耗低，灵敏性强，为现今低功耗无线电传输最佳选择。

系统上电后，首先测试者需利用麦克风或线性输入模式把语音信号成功传至音频编码芯片TLV320AIC23B，再记住MCBSP串口传送至系统核心处理芯片（DSP）。此后，DSP成功接收语音控制信号后通过对应算法展开分析，分辨出其中的语音控制命令。最后，系统把辨别出的结果部分传至LCD显示模块利于后期观察，而另外的则被传送至无线收发模块，实现与智能化控制设备的远程交互。通过键盘可对显示电路给予控制使其显示，对监控系统工作情况给予实时监控。

2 DSP的智能语音控制系统软件实现

整个系统软件实现流程框图见图2。首先系统使用片上支持库初始化语音编码芯片、无线收发模块、时钟、存储器等片上资源。后打开多通道缓冲串口实现语音信号的全面采集，并把所采集信号完成传送至DSP芯片，执行语音信号端点检测、训练模块生成等流程的操作。训练模板生成后，借助DSP的EMIF口把训练模板妥善保存至存储器内，再借助MCBSP串口执行语音信号特征提取、再次采样等环节的操作。后把训练模块里的特征分量及该次采样结果展开对比，实现语音命令识别。

2.1 语音编解码模块

语音编解码芯片TLV320AIC23芯片、DSP通过I2C实现总线互联，语音芯片被启动后，首先借助I2C总线实现对语音芯片控制寄存器的配置。如：进行语音采样速率的设置、增益倍数等。在程序的实现上DSP多是通过CSL片的支持库实现对语音芯片的配置，并借助MCBSP串口实现对语音破解编码芯片的读写操作。

2.2 存储器与无线收发模块

同步东塔器存储器大小约4M×16bit，通过DSP的EMIF口语DSP完成双向通信，可寻址范围即0x40000～0x7ffff，完成对训练模板的存储。扩张存储器接口配置方法与AIC相似。

无线收发模块用的是PTR2000模块，内核芯片为Nrf401无线通信芯片。整体属于封装好的模块结构，包括7个引脚：VCC电源引脚、PWR低功耗控制、CND电源地、DO/DI数据输入输出、TXEN收发模式切换、CND电源地、CS頻道选择引脚。使用期间只要简单借助DSP的IO口设置频道与收发方式等相对简单的配置引脚即能正常工作。

整个软件设计流程片上外设均用到的是DSP片上支持库进行编写，通过一组标准化方法来访问与控制片上资源，整个系统可裁剪性相当好，便于移植。软件流程具体如图2。

3 小结

智能人机交互系统可解决人们不能与设备直接接触完成设备控制的问题，更符合复杂工业现场需求，因该系统核心处理芯片特有的片上资源与扩展接口，更易与其它设备互联，便于系统升级。

参考文献

[1]高海英.基于DSP的机器人语言识别及控制系统设计[D].重庆：重庆大学，2006.

[2]陈涛.基于DSP的语音信号识别系统的研究与实现[D].成都：成都理工大学，2010.

作者单位

北方民族大学 宁夏回族自治区银川市 750021