设计开发
基于STM32的嵌入式语音识别模块设计
贾品
(江西农业大学江西南昌330038)
与皮
摘要：本文介绍了以ARM为核心的嵌入式语音识别模块的设计和实现，模块选用ST公司32位处理器STM32F103C8T6为检心处理单元，通过以LD3320芯片为检心的硬件电露实现语量识别使用表入式操作系统μC/OS一Ⅱ实现任务调度和外图设务管理。
关键词：语音识别ARMLD3320
中图分类号：TN912.34 1、引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)06-0152-02
误别结果。根据误别对象，语音识别分为特定人误别和非特定人识
语音识别是将人类语音信号进行预处理、特征提取，然后和测试、训练后存储在计算机中的标准模型进行比较，得出判定和识别结果。当前主流的语音识别技术多基于统计模式，模型训练过程中算法复杂、运算量大，需要PC或工控机实现，在一定程度上制约了语音识别技术的发展
和基于PC的语音识别系统相比，嵌人式语音识别系统运算速度、内存容量有限，但体积小功耗低、可靠性高、安装灵活，在智能
家电、消费电子等领域具有优势，逐新成为了研究的热点。 2、模块整体方案
语音别包括训练、识别两个阶段，在这两个阶段中，都必须对输入的语音信号进行预处理和特征提取。语音识别的基本原理如医 1所示。
在训练阶段，用户多次输人训练语音，模块预处理后进行特征提取，得到特征失量参数，通过特征建模建立训练语音的参考模型库。在识别阶段，模块按照一定算法，将语音的特征失量参数和模型库中的参考模型进行比较，相似度最高的输人特征失量将被判定为
需营销人，
预处理
3提联待征训练
结果
赛式区配每考模报库
图1语音识别的基本原理标庭人语
翰入 fanvecav BRB_L
o
WRB2
RSTAS
L03329 外周电话
并口
主器
图2硬件电路结构图 S
爱家多营步童富 AO
TES ESY
SIMLCLM
VCSVA
vrc3vr To.lutT
33
MBS
TESTOTESTR
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SART2 NBS 创
资格
ANE
M
0yF/16V
TEST29ersn
VREF
+
Ta.turT isv 47J
10uF/
图3LD3320语音识别单元原理图
体10
VCCIV
别。特定人识别的识别对象是特定用户，非特定人识别的识别对象是普通用户，需要采集多人语音进行训练，才能达到较高的识别率。
现有的嵌人式语音识别系统主要有两种方式，一种是在嵌人式处理器中直接调用语音开发包，另一种则采取“嵌人式处理器+语音芯片"的模式。第一种方式计算相对复杂、开发周期长，第二种方法结构简单，微处理器计算量低，可靠性高、开发周期短。本文介绍的语音别模块以嵌入式微处理器为核心，外围是非特定人语音识别芯片及相关电路，模块选用ICRoute公司的LD3320芯片作为语音识别芯片。
3、硬件电路设计
模块硬件电路结构如图2所示，包括主控制器和语音误别电路。模块正常工作时，语音识别电路通过并口将处理后的数据传输给主控制器，主控制器根据语音识别的结果，向USART发送相应的命令，USART可用来扩展语音合成模块等外围串行设备。
3.1主控制器芯片
本文介绍的语音识别模块主控制器选用ST公司的 STM32F103C8T6芯片，该芯片基于ARMCortex-M332位RISC 内核，工作频率可达72MHz，内置高速存储器，拥有丰高的增强型I/ O端口，具有高性能、低功耗、低电压等优点，易于集成和开发。
3.2语音识别电路
语音识别电路参考了ICRoute发布的LD3320数据手册，其原理图如图3所示LD3320内部集成了语音识别优化算法，无需外接 Flash和RAM，不用事先训练就能实现对非特定人的语音识别，而且识别准确率较高。
LD3320和STM32F103C8T6通过并行方式相接，其控制信号 RBD，WRB、CSB和复位信号RSTB、中断返回信号INTB和 STM32F103C8T6直接连接，使用10k上拉电阻提高系统稳定性。在图3中，MBS(12引脚)是麦克风的偏置，并接了RC电路，确保向麦克
风提供稳定的电压。 4、系统软件设计
模块软件包括主控单元嵌人式操作系统μC/OS-Ⅱ移植 LD3320语音识别程序，对话管理程序等三部分。
表1主控系统任务优先级划分
任务名
App_TaskStart App_TaskSR App_Task Cmd App_Task Com App_Task Upxiate App_TaskPB App_TaskLed OSTaskStat OSTaskldle
任务优先级
5 8 9 10 11 13 30 31
堆栈字节
64 128 128 64 128 64 64 64 128
实现功能系统韧始化语音识别
命今解析和执行审口命令发送更新对话集
按键检测和处理
LED显示统计任务空闲任务