基于Windows CE的語音口令識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　0 引言

　　隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在一些特定的專用設(shè)備上得到了廣泛應(yīng)用，通常這些設(shè)備的硬件資源（如處理器的運(yùn)行速度、存儲(chǔ)器的容量等）非常有限，并且對(duì)成本也有苛刻的要求，有時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)響應(yīng)要求也比較高，在數(shù)字信號(hào)處理芯片上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了語音口令識(shí)別系統(tǒng)或語音口令識(shí)別系統(tǒng)的部分功能。語音口令識(shí)別技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)的有效結(jié)合能夠顯示出其優(yōu)勢(shì)作用，但是也有很多有待進(jìn)一步提高和改進(jìn)之處，語音識(shí)別技術(shù)對(duì)運(yùn)算速度和內(nèi)存容量的要求都比較高，需要采用一些快速算法提高實(shí)時(shí)處理的性能。嵌入式微處理器的價(jià)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(jīng)廣泛地應(yīng)用于運(yùn)算量比較大的系統(tǒng)和設(shè)備中，而其體積小和低功耗的特點(diǎn)使其能夠發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)。

　　論文給出一種基于嵌入式系統(tǒng)的語音口令識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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(diǎn)，廣泛應(yīng)用于便攜式設(shè)備中?；谇度胧较到y(tǒng)的語音口令識(shí)別系統(tǒng)需要有接收語音信號(hào)的輸入芯片配合麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)將模擬語音信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的功能，然后由嵌入式微處理器對(duì)輸入的語音口令信號(hào)進(jìn)行處理。完成語音口令信號(hào)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(gè)32位操作系統(tǒng)，具有模塊化、結(jié)構(gòu)化，能夠支持超過1000個(gè)公共Microsoft Win32應(yīng)用程序接口，并且與處理器無關(guān)等特點(diǎn)，為各種嵌入式系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了一種可裁剪的、高效的、可升級(jí)的操作系統(tǒng)。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1.1 硬件電路的設(shè)計(jì)

　　論文給出的語音口令識(shí)別系統(tǒng)的硬件電路主要由嵌入式微處理器、存儲(chǔ)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(chǔ)器，用來存儲(chǔ)操作系統(tǒng)文件等，2MB的NOR FLASH存儲(chǔ)，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(hào)的功能。該音頻處理芯片由AD/DA轉(zhuǎn)換、控制邏輯電路、可編程增益放大器（PGA）和數(shù)字自動(dòng)增益控制器（AGC）以及數(shù)字信號(hào)處理器等部分組成，能進(jìn)行數(shù)字語音處理。