语音播报系统【文献综述】.doc

1、 1 毕业论文文献综述 电子信息工程 语音播报系统 摘要： 随着单片机功能集成化的发展，其运用领域也逐渐由传统的控制扩展为控制处理、数据处理以及数字信号处理等领域。本文主要阐述了语音芯片、语音播报系统的实现和语音播报技术以及发展。本文主要阐述了语音芯片、语音播报系统的实现，语音播报系统运用领域。 关键字： 语音芯片；语音播报；语音播报系统运用领域。 一 、 语音芯片简介 随着社会的发展，人们物质生活水平迅速提高，对生活质量的要求也越来越高。因此，对服务行业来说，语音播报的出现为他们带来了新的机遇。目前，语音播报已用的非常 广泛，如一些带语音提示的仪器、仪表。高档玩具、公交车上的报站器等。语音芯

2、片则是语音播报系统中不可或缺的成员之一。语音芯片已是开发人员必须掌握的知识。下面，就介绍下目前市场上的语音芯片。 ISD 语音芯片系列： ISD 公司的专利技术成功实现了模拟数据在半导体存储器中存储，在文献1中，作者也指出这种突破性的 EEPROM 存储方法可以将模拟语音数据直接写入单个存数单元，不需要进过数 /模转换或者模 /数转换。 ISD 语音芯片采用直接存放模拟音频的技术，语音音质好，但是价格高。因为是存储模拟音频信号，所以烧录语音的时间也 长。 ISD 系列还具有使用方便、单片存储、反复录放、低功耗、抗断电等许多特点，因此在通讯设备、电话机、智能仪器仪表、治安报警系统等场合获得了广泛

3、应用。 API 语音芯片系列： API 语音芯片系列是由 APLUS 公司推出的。在文献 2中作者指出该系列产品高音质、低功效、电路简单、价格低廉等优点。但是由于 APLUS 公司的语音芯片通过硬件选择控制方式、用户较难控制。 WTV 语音芯片系列： WTV 系列语音芯片其音质接近 ISD，但价格比 ISD 低很多。 WTV040 系列语言芯片采用数字音频存储技术，减少了语音烧录时间，从开发到生 产出样品只需 2-3 天，大大缩短了开发周期。 WTV 系列语言芯片内置 DSP 高速处理内核，是一款功能强大的速度快语音单片机。 WTV 系列语言芯片采用统一的标准控制平台，用户可以根据标准的控制方

4、式控制，也可以定制特定的功能，使其具有人性化特点。 二 、 语音播报系统的实现 语音处理大致可以分为 A/D、编码处理、存储、解码处理、以及 D/A 等。而语音播报系统就需要将系统所对应的提示语音先进行压缩、存储，然后才能在适当的时候通过 DAC1 通道输出语音资2 料并且播放。我们知道，麦克风输入生成的的 wava 文件，其占用的存储空间很大，对 于单片机来说想要存储大量信息显然是不可能的，而 SPCE061A 却为此提供了可能。在文献 3中作者指出SPCE061A 拥有 SACM_LIB，该库将 A/D、编码、解码、存储、及 D/A 做成相应的模块，对于每个模块都有 API 接口，所有只需

5、了就每个模块所要实现的功能及其参数的内容，然后调用 API 函数即可实现该功能。 SACM 是音频压缩算法的缩写。文献 4中，作者提到了 SPCE061A 有三种语音压缩与解压缩的算法： SACM_A2000、 SACM_S480、 SACM_S240。在文献 5中，作者指出三种编码算法的区别 在于压缩比、资源占用和音质： SACM_A2000 压缩比小，音质相对较小； SACM_S240 压缩比大、音质相对较差，可容纳 210s 的语音数据，适用于廉价、低保真场合； SACM_S480 则介于两者之间。一般来说，都是用 SACM_A2000 算法。 语音播报系统并不仅仅只有 SPCE061A

6、 可以运用， DSP 和 FPGA 同样可以。 DSP 通过操纵地址和控制线可完成不同的任务，以实现复杂的信息处理功能。如信息的组合、连接、设定固定的信息段和信息管理。在文献 6中，作者指出就是基于 DSP 的语音系统进行了设计，给出了用 DSP 与ISD2560 语音芯片构成的语音系统的硬件结构和软件设计方法。 FPGA 具有高速处理能力，可以快速成品，且可以修改，方便改正程序中的错误并且 FPGA 还具有便宜的造价。在文献 7中，作者就研究了基于 FPGA 的语音录制和回放系统。该系统用 FPGA 实现了 I2C 总线控制器，以 Altera 公司的NiosII 嵌入式软件处理器为核心，结

7、合高品质数字信号音频编码 /解码芯片 WM8731 成功地实现了语音的录制与回放功能。作者指出该设计充分利用了 FPGA 的高速并行和 Avalon 总线自定义硬件外设的优势，从而构建了一个高集成度、高性能的系统。 三 、 语音播报系统分类比较 语音播报系统一般分为两类，一类是传统的人工语音广播系统；另一类是智能语音播报系统。传统的人工语音广播系统一般都有以下几个缺点： 1.发音不规范。比如具有严重的地方化口音，抑扬顿挫不规则。 2.易出错。比如在候车大厅，每日需播报的车次到达和出发信息以及找人寻物等临时信息，容易看错、念错、错播、漏播。 3.语音播报状态不佳。播音员天天从事大量重复性的工作，

8、因而容易产生疲惫，精神状态不佳，导致语音播放状况不良。 4.浪费人力。需要安排多人专职轮流播 音，耗费管理成本。而智能语音播报系统则与之相反，它完全解决了这些问题。智能语音播报系统需要先对播报的语音进行输入、压缩、存储、然后在系统要播报的时候再从语音资源中提取并通过数模转换输出播报。因而智能语音播报系统可以进行优化、提升。因为人们对服务质量的要求越来越高，传统的人工语音播放系统已经越来越难以满足人们的需求。因此，在文献 8中，作者提出了打造高效有特色和专业化的智能语音播报系统，尽管它是一个极大的挑战。 四 、 语音播报系统应用领域 3 随着语音与信号处理技术的迅速发展，语音播报应用在各个领域得

9、到了充分展示 。例如，银行营业厅的叫号系统、车载计费系统、候车大厅的广播系统等。语音播报也可以与别的技术相结合，以便更好的位人们生活工作服务。比如嵌入式语音交互系统。在文献 9中，作者就提出了嵌入式语音交互系统的研究，并且致力于实现基于 SPCE061A 微控制器的整个交互式语音系统，提出它是具有成本效益的。为了介绍语音播报系统的实际应用，下面我们来用两个例子在做详细阐述 ,分别是基于 SPCE061A 的电子语音播报称重系统和基于 SPCE061A 单片机的语音播报温度计的设计。 电子语音播报称重系统是把电子语音技术应用在电子称重 系统上，在原有电子系统称重的基础上，设计一个语音发声装置，增

10、加发音功能，从而实现操作人员各项操作和所称物品重量的及时播报，利用其视听双重功能提醒来监督操作人员的误操作，从而保证称重的准确性。该系统由重量检测、核心处理器、重量输出和系统电源四部分组成。本系统应用的是 SPCE061A 芯片，所有处理都在其上运行。在文献 10中，作者指出该 16 位单片机 SPCE061A 芯片集单片机、语音芯片、模 /数转换、数 /模转换等功能与一身，可以使电子语音称重设备简化为“模拟称重传感器 +SPCE061A 单片机 +扬声器”的结构，从 而大大提高电路的性能。由此可见 SPCE061A 单片机在语音处理上有很大优点，有一定推广价值。 在文献 11中，语音播报温度

11、计是把电子语音播报功能引入电子温度计当中。这项技术可以是盲人或者视力低弱者方便的掌握环境温度，正因为如此，该技术更需要完善、优化以及推广。一种具有语音播报功能的温度计，由集成温度传感器、单片机电路、 LED 接口电路、半导体数字显示电路、音频放大电路和控制开关组成，具有线路简单、功耗低、体积小等特点。该设计中，当按下“温度语音播报”开关的时，单片机可将检测到的温度数据进行数字语音处理、再进 行温度语音播报。作者指出该温度计电路结构简单，集成度高、器件大众化，而且具有语音播报功能，显得更加人性化，值得推广。 上面两个语音播报设计很明显显示了语音播报在实际生活当中的作用，他不仅仅可以帮助普通人减少

12、工作量，缓解工作压力，而且还可以帮助身有残疾的人更好的生活。因此，语音播报在未来的生活当中是必不可缺的，而我们学习语音播报也就更加有意义。 五 、 语音播报系统应用前景 随着社会的发展，人们对生活的品质要求也越来越高，近几年来，语音播报以逐渐深入到日常生活当中。比如语音型的数字仪表、手机话费查询系统、医院排队 叫号系统等。在文献 12中，作者也指出近几年来语音电路发展极为迅速，在单片机系统中的应用也越来越广泛。其实语音播报系统并仅仅是用在日常生活当中，在科技上，语音播报系统同样用到。比如超声波测距系统。在文献 13中作者就提出了语音播报的测距系统。并且还指出语音播报技术可以应用在任何需要语音播

13、报的仪4 器和设备中，比如导航系统。文献 14就是研究汽车语音导航，作者指出其研究目的是为了找出在目前汽车导航系统中语音提示功能的盲点并加以改善。由此可见，语音播报系统的应用将会越来越广泛，语音播报会是智能生活空间一个不可 或缺的元素，语音播报系统的前景一片光明。 参考文献 1 翟祺 ,金文臣 .ISD 系列单片语音录放电路的原理及运用 J.山西电子技术 ,2001,5,(3):2427. 2 傅世友 .语音编码与语音芯片 J.通信与广播电视 ,1944,(2):7077. 3 屠澄轶 .基于凌阳单片机的通用型语音控制系统 J.世界电子元器件 ,2010,8,5(32): 5759. 4 曾鹏

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