电视机智能声控选台系统设计与实现
发布时间:2008/6/5 0:00:00 访问次数:407
摘 要： 介绍了一种基于专用语音识别芯片tsg410的彩电智能声控选台系统，可以在不对彩电做任何改动的基础上，实现语音遥控电视机。
关键词： 语音识别 彩电遥控 智能声控选
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随着电视频道数目的日益增多，传统的电视遥控方法弊端越来越明显。它需要观众记忆大量电视台对应频道，这是件很令人头疼的事情。我们利用专用语音识别芯片tsg410设计了一个彩电智能声控选台系统，可以较好地解决记忆频道这个难题。尤其对残疾朋友来讲，更具有特殊的意义。
该系统不对彩电做任何改动。在保留原有遥控功能的基础上，实现语音控制选台，主要功能有：
·开关电视：电视接通电源处于待命状态，操作者发出"开机"命令，则打开电视机；操作者发出"关机"命令，则关掉电视机；
·选台功能：操作者想看xx电视台的节目，只要发出"xx台"的命令，电视机自动跳转到该台。
·识别主人功能：为防止误操作，该系统只对事先录入命令样本的操作者语音敏感，其他人发出的命令包括电视伴音均无效。
·其它功能：具有电视音量、画面亮度调节等适合语音控制的功能。
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1 系统设计方案
我们最初考虑了两种设计方案(见图1和图2)，它们各有优缺点。第一种电路不足之处是：电路稍复杂一点，而且要对电视机的选台控制电路做必要的改动(当然这对电视机生产厂家是不成问题的)；其优点是：只需一个无线话筒便可声控选台，且不必对准电视机，甚至在另一个房间也可实现遥控。第二种电路的优点是：不必对电视机的选台控制电路做任何的改动；缺点是：所有电路只能靠电池供电，芯片选择要考虑耗电和工作电压问题。由于采用红外遥控发射来控制电视，该系统须对准电视机才能正常工作。综合考虑各方面因素，我们认为第二种设计方案较切实可行。 |
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2 各个功能模块简介
2．1 语音命令提取单元
语音命令提取该单元(如图2)在电视话音和其它噪音背景下，完成提取出操作者语音命令功能，其示意图如图3所示。 |
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mic选用驻极体送话器，它具有结构简单、重量轻、体积小、频率响应宽、保真度好等优点，但灵敏度较低，必须再加放大器才行。由于输出阻抗可高达108ω数量级，所以必须进行阻抗变换后才能与放大器配合使用。放大器采用差分放大电路，一个驻极体送话器面对送话者，其输出接放大器正向输入端；另一个驻极体送话器背对送话者，其输出接放大器负向输入端。由于两个送话器相对于电视机和其它噪声源的位置基本一样远，可以近似认为通过二者输入的干扰是一样的。但考虑到送话器具有方向性，前者送入的操作者语音命令远远大于后者，适当选择各电阻值可以抵消掉各种干扰。放大器采用运放(op ampsmax495单电源供电＋2.7v~＋6v)。
2.2 语音识别单元
语音识别单元主要由tsg410和非易失性sram组成，大体构成如下图4所示。
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语音识别功能由专用语音芯片tsg410完成，tsg410是一种新颖功能齐全的语音识别集成电路。它采用cmos大规模集成电路制作工艺制造，内含除sram以外语音识别所需的全部电路，如cpu、a/d转换器、rom、语音放大器、压缩器、滤波器、振荡器及接口电路等。tsg410具有双列直插和贴片两种封装方式，可工作在cpu控制和人工控制两种模式下。语音识别的响应时间典型值为300ms，最长不超过600ms。
识别容量大，最多可识别40个字段，且分段方式灵活。为了cpu管理方便，将40个字段分成四组，编号为1~4，每组10个字段。这样，第一个字段编号为10，第二个为11，第三个为12…依次类推，第40个字段编号为49。在操作显示时，十位数显示组号，个位数显示序号。因此，建立语音样本时，应注意显示数字和电视机选择频率之间的换算关系，以免语音命令和控制结果对应不起来。各段功能分配如表１所示。 |
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人数扩展方式满足各种需要，也可以采用让tsg410工作在cpu控制方式的办法。此时识别容量不受40字段限制，但需增加单片机(如8031)作控制用。
2.3 控制面板
为了能输入字段号，以便建立语音样本，tsg410配置了外接
摘 要： 介绍了一种基于专用语音识别芯片tsg410的彩电智能声控选台系统，可以在不对彩电做任何改动的基础上，实现语音遥控电视机。
关键词： 语音识别 彩电遥控 智能声控选
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随着电视频道数目的日益增多，传统的电视遥控方法弊端越来越明显。它需要观众记忆大量电视台对应频道，这是件很令人头疼的事情。我们利用专用语音识别芯片tsg410设计了一个彩电智能声控选台系统，可以较好地解决记忆频道这个难题。尤其对残疾朋友来讲，更具有特殊的意义。
该系统不对彩电做任何改动。在保留原有遥控功能的基础上，实现语音控制选台，主要功能有：
·开关电视：电视接通电源处于待命状态，操作者发出"开机"命令，则打开电视机；操作者发出"关机"命令，则关掉电视机；
·选台功能：操作者想看xx电视台的节目，只要发出"xx台"的命令，电视机自动跳转到该台。
·识别主人功能：为防止误操作，该系统只对事先录入命令样本的操作者语音敏感，其他人发出的命令包括电视伴音均无效。
·其它功能：具有电视音量、画面亮度调节等适合语音控制的功能。
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1 系统设计方案
我们最初考虑了两种设计方案(见图1和图2)，它们各有优缺点。第一种电路不足之处是：电路稍复杂一点，而且要对电视机的选台控制电路做必要的改动(当然这对电视机生产厂家是不成问题的)；其优点是：只需一个无线话筒便可声控选台，且不必对准电视机，甚至在另一个房间也可实现遥控。第二种电路的优点是：不必对电视机的选台控制电路做任何的改动；缺点是：所有电路只能靠电池供电，芯片选择要考虑耗电和工作电压问题。由于采用红外遥控发射来控制电视，该系统须对准电视机才能正常工作。综合考虑各方面因素，我们认为第二种设计方案较切实可行。 |
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2 各个功能模块简介
2．1 语音命令提取单元
语音命令提取该单元(如图2)在电视话音和其它噪音背景下，完成提取出操作者语音命令功能，其示意图如图3所示。 |
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mic选用驻极体送话器，它具有结构简单、重量轻、体积小、频率响应宽、保真度好等优点，但灵敏度较低，必须再加放大器才行。由于输出阻抗可高达108ω数量级，所以必须进行阻抗变换后才能与放大器配合使用。放大器采用差分放大电路，一个驻极体送话器面对送话者，其输出接放大器正向输入端；另一个驻极体送话器背对送话者，其输出接放大器负向输入端。由于两个送话器相对于电视机和其它噪声源的位置基本一样远，可以近似认为通过二者输入的干扰是一样的。但考虑到送话器具有方向性，前者送入的操作者语音命令远远大于后者，适当选择各电阻值可以抵消掉各种干扰。放大器采用运放(op ampsmax495单电源供电＋2.7v~＋6v)。
2.2 语音识别单元
语音识别单元主要由tsg410和非易失性sram组成，大体构成如下图4所示。
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语音识别功能由专用语音芯片tsg410完成，tsg410是一种新颖功能齐全的语音识别集成电路。它采用cmos大规模集成电路制作工艺制造，内含除sram以外语音识别所需的全部电路，如cpu、a/d转换器、rom、语音放大器、压缩器、滤波器、振荡器及接口电路等。tsg410具有双列直插和贴片两种封装方式，可工作在cpu控制和人工控制两种模式下。语音识别的响应时间典型值为300ms，最长不超过600ms。
识别容量大，最多可识别40个字段，且分段方式灵活。为了cpu管理方便，将40个字段分成四组，编号为1~4，每组10个字段。这样，第一个字段编号为10，第二个为11，第三个为12…依次类推，第40个字段编号为49。在操作显示时，十位数显示组号，个位数显示序号。因此，建立语音样本时，应注意显示数字和电视机选择频率之间的换算关系，以免语音命令和控制结果对应不起来。各段功能分配如表１所示。 |
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人数扩展方式满足各种需要，也可以采用让tsg410工作在cpu控制方式的办法。此时识别容量不受40字段限制，但需增加单片机(如8031)作控制用。
2.3 控制面板
为了能输入字段号，以便建立语音样本，tsg410配置了外接
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