汽車(chē)倒車(chē)報(bào)警雷達(dá)中的語(yǔ)音技術(shù)

1、汽車(chē)倒車(chē)報(bào)警雷達(dá)中的語(yǔ)音技術(shù)程正學(xué)摘要：本文討論汽車(chē)報(bào)警雷達(dá)中的語(yǔ)音合成及與之相關(guān)的電路和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等問(wèn)題。 主題詞：語(yǔ)音合成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一、概述駕駛員在倒車(chē)時(shí)，既要觀察前方，又要留意后方，同時(shí)還要操縱汽車(chē)，工作十分緊張。尋求一種自動(dòng)識(shí)別車(chē)后障礙物，模擬人類(lèi)語(yǔ)音功能的智能裝置，實(shí)時(shí)提示駕駛員車(chē)后路況，一直是人們孜孜以求的美好愿望，作者用單片機(jī)研制的倒車(chē)報(bào)警雷達(dá)工作過(guò)程為：在倒車(chē)時(shí)系統(tǒng)加電，自檢，用語(yǔ)音提示系統(tǒng)工作狀態(tài)，繼而通過(guò)超聲發(fā)射器向車(chē)后發(fā)出超聲波，來(lái)自障礙物的回波由超聲換能器變換成電訊號(hào)，再經(jīng)放大，限幅比較。送的，由系統(tǒng)對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波及相關(guān)計(jì)算，確定該障礙物對(duì)倒車(chē)安全的影響程度

2、，以決定是否起動(dòng)語(yǔ)音程序，實(shí)時(shí)提示車(chē)后的行車(chē)狀況，系統(tǒng)組成框圖如圖所示。二、采樣頻率和編碼方式的選取數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)處理的特征是獲取語(yǔ)音信號(hào)的離散表示，根據(jù)香農(nóng)采樣定理，采樣頻率，：輸入信號(hào)頻率?；谒醚b置的音質(zhì)，能達(dá)到電話音質(zhì)就能滿(mǎn)足用戶(hù)需要，而話路的帶寬一般在左右。因此，采樣頻率選取為就可以了。采樣頻率，與語(yǔ)音信號(hào)采樣值的編碼位數(shù)之乘積，表征了語(yǔ)音合成的一個(gè)重要參數(shù)指標(biāo)比特率。表示存儲(chǔ)一秒鐘語(yǔ)音信息所需要的內(nèi)存位（）數(shù)。語(yǔ)音信號(hào)由“過(guò)零率”、“幀能量”，“頻譜”等多種 因素決定。其最重要的因素是“過(guò)零率”，它決定語(yǔ)音 的音調(diào)。用過(guò)零比較器對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行一立變 換，已能滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)音質(zhì)的要求：比

3、特率為，即一秒鐘的語(yǔ)音信息需內(nèi)存空間，一分 鐘需。約。字節(jié)單元，這對(duì)于單片機(jī)來(lái) 說(shuō)是難以接受的。必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，設(shè)計(jì)方案采用簡(jiǎn)單實(shí)用的狀態(tài)計(jì)數(shù)法，即利用每個(gè)字節(jié)的最高位，存放采集數(shù)據(jù)的狀態(tài)（或），低位存放該狀態(tài) 連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)。該方法可以將數(shù)據(jù)壓縮到原來(lái)的左右。三、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成三部分：詞匯語(yǔ)音數(shù)據(jù)區(qū)（語(yǔ)音 庫(kù)）：語(yǔ)音數(shù)據(jù)索引表（語(yǔ)音庫(kù)指針表）；控制數(shù)據(jù)塊。 語(yǔ)音庫(kù)存入系統(tǒng)需要的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，每一項(xiàng)就是一 個(gè)詞匯的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，是一個(gè)不等長(zhǎng)的數(shù)組，使用多少詞匯。就有多少個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。在汽車(chē)倒車(chē)報(bào)警雷達(dá)中，語(yǔ)音庫(kù)由如下單字或詞組成：“零、壹、貳、叁、肆、五、陸、柒、捌、玖、點(diǎn)、米、小心、危險(xiǎn)

4、、剎車(chē)、障礙、有、無(wú)、 車(chē)后、工作正常，故障、系統(tǒng)”等共個(gè)。這些信息首 先由標(biāo)準(zhǔn)話錄音，經(jīng)放大，變換，數(shù)據(jù)壓縮（狀態(tài)計(jì)數(shù)），固化在中，構(gòu)成語(yǔ)音庫(kù)。索引表存放詞匯語(yǔ)音數(shù)據(jù)的指針，指向?qū)?yīng)數(shù)據(jù) 項(xiàng)的首地址。每項(xiàng)長(zhǎng)度為個(gè)字節(jié)，也存放在中。語(yǔ)音庫(kù)和索引表的格式如圖所示。數(shù)據(jù)控制塊，用來(lái)存放組成一個(gè)完整語(yǔ)句中各詞 匯的控制碼值，它是一個(gè)變長(zhǎng)的字節(jié)串。如“小心，車(chē) 后米有障礙”，其結(jié)構(gòu)如圖所示。四、硬件電路設(shè)計(jì)語(yǔ)音生成電路由轉(zhuǎn)換，濾波和音頻放大器 等組成。如圖虛線框所示。用完成轉(zhuǎn)換， 經(jīng)雙帶通濾波器，功放，由喇叭發(fā)出語(yǔ)音提 示信息。五、軟件設(shè)計(jì)汽車(chē)倒車(chē)報(bào)警雷達(dá)系統(tǒng)軟件程序包括：端口初始化；系統(tǒng)自檢；發(fā)送車(chē)

5、后障礙物探測(cè)的超聲脈沖串，對(duì) 回波信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，相關(guān)判決。檢測(cè)障礙物與車(chē)輛的距離，首先將控制碼送控制塊緩沖區(qū)，調(diào)用語(yǔ)音生成子程序等。程序流程如圖所示。語(yǔ)音生成程序，首先通過(guò)控制碼計(jì)算出所需語(yǔ)音 單詞在語(yǔ)音庫(kù)中的地址，取出語(yǔ)音數(shù)據(jù)；由端口 輸出，產(chǎn)生語(yǔ)音提示信息，其程序流程如圖所示：六、結(jié)束語(yǔ)本系統(tǒng)經(jīng)實(shí)際運(yùn)行測(cè)試表明，能有效探測(cè)車(chē)后范圍內(nèi)有效反射面：的障礙物， 實(shí)時(shí)提示駕駛員車(chē)后行車(chē)狀況。如“危險(xiǎn)、剎車(chē)”等。障 礙物檢測(cè)率較高，語(yǔ)音清晰，有一定的推廣實(shí)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)方建淳 語(yǔ)音合成技術(shù)與單片微機(jī)綜合系統(tǒng) 北京航天航空大學(xué)出幅社。劉復(fù)華 單片機(jī)及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出 版社，單片機(jī)原理與應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社， 李杰猷汽車(chē)倒車(chē)報(bào)警雷達(dá)中的語(yǔ)音技術(shù)作者： 程正學(xué)， Chen Zhenxue作者單位： 重慶市光學(xué)機(jī)械