电子产品世界

标签：遥控发射 MIC

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。它需要观念记忆大量电视台对音识别芯片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。尤其对列疾朋友来讲，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：日防止识操作，该系统只能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。

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，我们认日第二种设计方案切实可行。

2 各个功能模块简介

2.1 语音命令提取单元

语音命令提供该单元(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。

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10 8Ω数量级，所在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，其输出接送放大器正向输入端;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，可以近似认日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(OPAmps)MAX495(单电源供电+2.7～+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。

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日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。

TSG410的每个字段时间长度可以在0.9s和1.92s之间选择。按正常人的讲话速度，每秒吐字2～4个，如选择0.9s，则每个命令字段以1～3个字为宜，选择1.92s则最大容量为8个汉字，但可识别的字段数减少为20个。我们选择胶一种分段方式，语音命令以3个字以下为宜。因此，电视选台命令采用“地方”命名原则，如：山东、上海等，中央台可直接叫“一台”、“二台”，依次类推。语音命令差别越大越不容易出现错误识别。系统要正常工作，必须首先建立语音样本，为防止语音样本因为掉电丢失，SRAM选用内带掉电保护电池的非易失性SRAM，即NVSRAM(non-volatile SRAM)，如HK1125，掉电后其数据可保存10年以上，用法同普通RAM。

一般情况下，留有30个预选频道是足够用的。实际上，既可以采用多片TSG410进行频道数和允许操作者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，RSG410配置了外接键盘扫描电路。行、列信号的输入、输出口由芯片的S1～S3、K1～K3担当。这样一个三列、四行的键盘共有12个按键，其中十个定义为：0～9数字键，一个定义为：语音样本建立键(TRN)，一个定义为：语音样本清除键(CLR)。由于控制面板只在建立语音样本时使用，为防止误操作，应将12个按键用塑料外亮封起来。

2.4 操作指示电路

采用两片数码管和译码驱动电路CC4558组成操作指示电路。在本系统中，操作指示电路作用是：建立语音命令样本时，用于显示存入的字段号;语音命令识别时用于显示识别结果及芯片识别结果的处理报告。

关键词： 设计 实现 系统 声控 智能 电视机