基于Windows CE的語音口令識別系統(tǒng)的設計

　　0 引言

　　隨著微電子技術的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在一些特定的專用設備上得到了廣泛應用，通常這些設備的硬件資源（如處理器的運行速度、存儲器的容量等）非常有限，并且對成本也有苛刻的要求，有時對實時響應要求也比較高，在數(shù)字信號處理芯片上已經實現(xiàn)了語音口令識別系統(tǒng)或語音口令識別系統(tǒng)的部分功能。語音口令識別技術與嵌入式系統(tǒng)的有效結合能夠顯示出其優(yōu)勢作用，但是也有很多有待進一步提高和改進之處，語音識別技術對運算速度和內存容量的要求都比較高，需要采用一些快速算法提高實時處理的性能。嵌入式微處理器的價格在不斷下降，但是其性能卻在不斷上升，嵌入式系統(tǒng)目前已經廣泛地應用于運算量比較大的系統(tǒng)和設備中，而其體積小和低功耗的特點使其能夠發(fā)揮出更大的優(yōu)勢。

　　論文給出一種基于嵌入式系統(tǒng)的語音口令識別系統(tǒng)的設計方案，硬件系統(tǒng)的核心芯片是嵌入式微處理器，語音口令識別算法采用連續(xù)隱馬爾可夫模型，現(xiàn)有的非特定人語音口令識別系統(tǒng)中，多采用狀態(tài)輸出具有連續(xù)概率分布的連續(xù)隱馬爾可夫模型CDHMM（Continuous DensityHidden Markov Model）［3］。操作系統(tǒng)則是采用的目前廣泛使用的Windows CE 5.0。

　　硬件電路的核心芯片是三星公司的嵌入式微處理器S3C2440AL，主頻為400MHz。該微處理器具有低功耗、高性能等特點，廣泛應用于便攜式設備中。基于嵌入式系統(tǒng)的語音口令識別系統(tǒng)需要有接收語音信號的輸入芯片配合麥克風實現(xiàn)將模擬語音信號轉換成數(shù)字信號的功能，然后由嵌入式微處理器對輸入的語音口令信號進行處理。完成語音口令信號輸入功能的芯片采用的是PHILIPS公司的低功耗芯片UDA1341TS。操作系統(tǒng)采用的是Windows CE5.0。Windows CE 5.0是一個32位操作系統(tǒng)，具有模塊化、結構化，能夠支持超過1000個公共Microsoft Win32應用程序接口，并且與處理器無關等特點，為各種嵌入式系統(tǒng)和產品設計提供了一種可裁剪的、高效的、可升級的操作系統(tǒng)。

　　1 系統(tǒng)設計

　　1.1 硬件電路的設計

　　論文給出的語音口令識別系統(tǒng)的硬件電路主要由嵌入式微處理器、存儲器和語音口令輸入芯片組成。核心芯片是嵌入式微處理器Samsung 32位S3C2440AL，其主頻為400MHz，最高頻率533MHz。64MB SDRAM，64MB的NAND FLASH存儲器，用來存儲操作系統(tǒng)文件等，2MB的NOR FLASH存儲，為安裝BIOS使用。

　　S3C2440AL控制PHILIPS公司的UDA 1341TS完成輸入語音口令信號的功能。該音頻處理芯片由AD/DA轉換、控制邏輯電路、可編程增益放大器（PGA）和數(shù)字自動增益控制器（AGC）以及數(shù)字信號處理器等部分組成，能進行數(shù)字語音處理。