基于Windows CE的語音口令識別系統的設計

　　0 引言

　　隨著微電子技術的迅速發展，嵌入式系統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，在數字信號處理芯片上已經實現了語音口令識別系統或語音口令識別系統的部分功能。語音口令識別技術與嵌入式系統的有效結合能夠顯示出其優勢作用，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，嵌入式系統目前已經廣泛地應用于運算量比較大的系統和設備中，而其體積小和低功耗的特點使其能夠發揮出更大的優勢。

　　論文給出一種基于嵌入式系統的語音口令識別系統的設計方案，硬件系統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隱馬爾可夫模型，現有的非特定人語音口令識別系統中，多采用狀態輸出具有連續概率分布的連續隱馬爾可夫模型CDHMM（Continuous DensityHidden Markov Model）［3］。操作系統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。基于嵌入式系統的語音口令識別系統需要有接收語音信號的輸入芯片配合麥克風實現將模擬語音信號轉換成數字信號的功能，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。操作系統采用的是Windows CE5.0。Windows CE 5.0是一個32位操作系統，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。

　　1 系統設計

　　1.1 硬件電路的設計

　　論文給出的語音口令識別系統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）和數字自動增益控制器（AGC）以及數字信號處理器等部分組成，能進行數字語音處理。