语音合成技术在消防中的应用.pdf

语音合成技术在消防中的应用 哈尔滨建筑大学 1 5 0 0 0 6 沈大威 绱要蹙运了语专务畿的艨埋 特点覆英磊建筑溥跨孛酶痘藤 语静电潞存谙器酌基本糖 畿 语音合成技拳与强楚臻嚣糖结夸提高溥醣系统酶学巍犯拳平 关键词消防语音合成芯片 某百货大楼火灾一例 起火后 眼看大火蔓的过程 主要有三炭方法 延 而楼内外上千人竟无一人启动大楼的六个消火1 1 波形合成法 栓 被嬲人员无人蔬导 造成人摄伤亡及财产损失亦称壹接渡形存糖法 把语音渡形数字能后存 惨重 这次灭灾暴露豹翔疆爱觅不瓣 疆吾万诤懿赣在存德爨孛 经还羰获褥语毒 在语啻会娥孛为 消防设备嵌年阂置 一里趁火叉不能发挥效能 试7 方便存储必绠先遴锫分析或变换 输出蘸旋进行 想如果当时有人喊 打开消火栓 打开防火排烟相应反变换 如富嫩叶变换等 此类方法中最简单 通风 降下防火隔离门 众多嫩灵即可得救 灾的一种称为数字脉冲编码调制方法 P c M 用此方 害即可火为减轻 法合成语音电路简单 音质好 但数码率较商 约 语啬合成技术在消防设备巾的应用成功她解决科I c b s 词 c 量不可能很大 此种方法派擞如自 了这一漾题 幸 篝裁接采集的僚藤器蓿塞 按灾壤遣超咒艇式 整戤粼 及霾蘸使曩最巍广泛鹃是 鑫磅选取势发复疆效羲先设诗瓣瑷数字形式存予半遗瘦增量弱翁方法 A 轻麓 矗D 麓方式数筠率在 导体存储器中的语言 指示程稚常情况下人们应采2 k h s 以下 健音质稍整 波形合成法能以句子作 取的正确行动 为合成基元 构成语谗库时的最小语音长度 波形 1 语膏食成技术的原理与方j 鬻合成原理如图1 所永 语诲合成一般指将语音信号经采样 量化后存1 2 参数合成法 储 输出对经数摸转换 平滑滤波处理嚣再生语音逶过分析各种漆器信号从蔼提取表征谗谱特征 缸 艇瓤J j 电 址 址 卫卫卫J 瓤 0 k 融J t 皿盈J 矗l J 止触黛触 轼 卫J 止扯冀1 4 J J 峨触J J 融 缸舢艟龇触艇 L 跑电阻寝选式分别由 3 式和 6 箴表示 表达式交 均匀太地中的接地电阻和反映第2 层影响的附加量 两部分构成 b 第2 层的电阻率较高时 接地电阻值大于 均匀大地时的接地电阻 否则棚反 e 第2 豢瓣毫疆率鞍燕l i 重 筹2 层豹彩璃较显 著 反之这穆影响葙对夺一塑 d 强第l 层的厚度达蓟一定程度时 第2 屡 的影响研以忽略 这时大地可近似看成是均匀介质 参考文献 i 蒋蹦 嵩播 川獭 2 屠大地 打岛0 束札惫棒靛鼋橙 接 地抵抗 上鬻 袋地棒护鸯吝番台 奄熊歉意工晕童惹 1 9 8 2 2 1 辩 托 2 赢橇撼彦鼙解接建技鬻凡强 第t 鹱 亲豪 章一五 桂 1 辅6 3 5 5 1 毋一9 9 语音奢威技术在消防中酌应用 沈太威 3 解广满 电力系统接攮技术 托豪 求秘电 矗出版社 1 9 9 1 7 9 4 马尔高林著 赞家攀译 地中电流 第l 敝 j 二辩 龙门联 合书局 1 9 5 4 7 3 8 2 J 1 1 砖E 棚恤R 燃i s 切I I c eo f 翻 触瓤黼趟删酗 珏 最 蜀 嚣 H 啦回1 哪撼U r I i v 鼬i t F S c i e r I c e T e d I r d o 科 4 3 0 叽4C l l i n a A h 嘲1 1 l i sp 啊弘稍e I 吐s 曲赫I e 8 i 吼a l 蹴0 f 觑n t a l 嫡蔚w hd e c 嘶d e m l l o 如蛳t a lb 盯i e d 五I l g0 fw i T ed o 咖叫e i n 她 孵k 噼 f 附I 羁删托柚 i 日岫o f t k 僦婵姗 e 耄璐曲凼ee 越睡 妇黔e 赫赫d 剃罄刺 w 妇 一璃删蕊琢蒯嘛d e c 眺B 捌 蝣壤0 f 豳e l e e h 葩e 黔埘hl 蜥 蛐c e E a r t l lr 髑i v 圣哆 7 3 2 5 万方数据 图1波形合成法语音合成原理 的参数 在合成时将这些参数送人语音处理器而生 成语音信号的方法称为参数合成法 典型方法有线 性预测编码方式 代 偏自相关方式 P A R c O R 等 这类方法突出特点是数码率很低 1 2 2 k b s 可用于较大词汇量的语音合成 音质较好 合成基 元至多是词 1 3 规则合成法 规则合成法以音素为基元 实现起来极困难 应用极少 2 通过语音大规模集成电路实现语音功能 语音大规模集成电路是指使用专门的硬件线 路 采用数字化处理方法来实现语音合成的集成电 路 这类电路可以采用c M o S 或N M o s 工艺制造 不同的语音电路可以分别包含话筒放大器 低通滤 波器 带通滤波器 多路转换器 A D c D A c 噪 声发生器 地址控制器 R A M R O M 微处理器 算法电路 接口电路等单元中的一部分 这类集成 电路通常称为语音处理器 采用波形合成法的语音 处理器有 u M 5 1 0 l 1 8 8 3 0 A F 1 确8 I 8 8 0 l 等 采用眦方式的语音处理器有 T M A 5 2 加 K S 5 9 0 1 1 8 8 0 2 等 现举美国德州仪器公司的 T M s 5 2 2 0 为例 说明语音处理器的内部结构如图2 所示 o D 0 7 图2 语音处理器内部结构图 3 消防系统的语音合成系统 3 1 应用语音合成技术的出发点 2 6 7 4 本系统无机械传动部分 使其结构大为简化 它的播放时间短 但很容易重复播放 并容易随机 按要求选其中某部分播放 恰好满足防火的需要 与单片机结合 可与计算机联网 仅需在防火程序 中加入一段放音子程序 即可实现报警功能 使消 防系统智能化水平大大提高 3 2 消防系统的典型语音合成系统 消防语音系统主要用于提示报警等功能 语音 处理器按其能否和c P U 直接接口分为两类 因此 语音合成系统也有两类 含有c P U 和不含c P u 的 语音合成技术的应用集中地表现在与微处理器 单 片机 传感器等技术相结合而构成一个智能单元 一般构成如图3 所示 虚线框中部分对某些语音处 理器是集成在一起的 l 臣罡登尘强 臣鞫回 回 I T 七亡 I 广 i 睦蟠蔺 图3 语音合成系统 开发工作的很大部分是语音库的建立 具体的 开发工作有 设计系统 确定语音基元 确定合成 方法 选择芯片器件 设计主控程序 设计二阶平 滑滤波器以及功放电路等 研制时还要考虑建筑物 的具体情况及批量生产 4 用于消防系统语音电路的存储器 语音电路是将模拟量的语音编码存于存储器 中 放音时按地址从存储器中读出 还原成语音 语音电路使用的存储器有内接式 外接式 内外接 式三种 从语音电路采用的类型来看有 动态存储 器 静态存储器 可擦可编程只读存储器 掩膜型 只读存储器 以及其它派生产品 4 1 动态存储器 动态存储器 D y I a m i cR d o mA c c e s sM e 珂 简 称D R A M 其数据是靠不断刷新加以维持的 因此 这类存储器在停电后数据不保留 型号如日立 雌1 2 5 6 在消防设备中 应用于反复播放消防指 挥人员临场发出的指令 4 2 静态存储器 静态存储器 M O Ss t 鲥c 鼬M 简称s R A M 其 数据为8 位并接型 停电后也不能保留信息 其成 建筑电气2 0 0 0 年第2 期 万方数据 本蕊 较前者应用少 因数据结构与E 豫0 M 相同 霹遴避宅岛E 臻O 鞯舞录数据 是麟露0 疆语言舞发 机的基础 型号如 瑚6 2 2 5 6 4 3 可擦可编程风读存储器 可擦可编程只读存储器简称燃O M 这类存 姥嚣耩菲挥发往溅 烧入蓿患掰长期保留 E P R O M 可多次修改黧录 修改嚣寸在紫羚线斑下愁 射 使E 删处千全1 状态 辫行烧人新的信患 2 片腓o M 之间可进行拷贝 磷嗷O M 在语言电路 中被广泛应用于放密电路 在消臻设备系统中用予 发赉警告霸提示 燃O 醵毒方囊壤燕疆分裴控裁 还可用凹u 进行控制 对语音进行组合和编辑 一片2 7 2 5 6 型 M 约可录入1 6 秒的语音 每种 可泵放3 个字的谬皆 单位时间内可录语音的多少 与采撵率毒关 袋撵搴越亵占存壤察量氇越多 辍 音璇也越好 4 4 掩膜型只读存储器 掩膜型只读存储器又称为固化型语音电路 这 类菇储器采用集成泡路豹铡雩 工艺将数据编码预斑 设计在强板孛 闲簏在大箍蠢情况下应藤方有价 值 掩膜型只读存储器的容量可达数十兆 从简单 地说一句话到数图语言翻译的快译通都有使用 掩 膜擞只读存储器聪制成独立的 也可以与语音电路 裁羧一簿 掩膜型只读存储器的控制方法很灵活 分段放 音可用手动 键擞及c P I 控制 触发有脉冲边缘 方式及电平保持方j 芰 放音重复数等皆可控制 还 霹鸯塞动茕敏感元棒糖接曩于鑫麓纯场合 与火灾探测器稻联 用于火灾摄警 也可镪作 出放音片 打开淌火栓 电梯停用 走室外 防火楼梯 x 层避难层 胃用多片串接藏莠接的方式裳瑷 4 5 派生毫鼹 有可保留1 0 年的s 黝砸 谯D R A M 上加接信 息保护电路以及一次性固化电路 5 戚用举例 笔者在完成戴漾蘧靖瑟选兵l 懿电薅蠢元 孛魏爨 4 所示 与主机联网采用串行方式 以减少导线 我们用语言开发机将起止地址单元录入并固化 在E P 讯 慨H 5 1 2 之上 称为建立语音数据库 根据 汉璐豹特点 完熬戆甸子由若予瓣语音组会形藏 撬放时由主棍调掰不同的词组嗣闰 子程序撬教不 语音合成技术在消盼中的应用 沈太威 匿4 赦音系统框图 同的语句 这样存储器单元大为减少 例如 仅存 入 零 嶷 贰 叁 拾 房闽 层 火警 即 毒组戎 捻叁墨壹叁零爨房翔炎警 叁拾层叁零 叁叁房闽火警 午百条句子 可以选用的语音芯片型号很多 姗 1 麟8 U M 5 1 0 1 储2 抑 S R 9 2 0 0 2 Y Y l 4 0 2 S I H 6 0 1 1 1 o 笔嚣选用豹语音部传是珏本东葱公露推出静 1 硒6 8 语谱录 放大规模集成电路 它可以在手动 控制下工作 也可以张c P U 控制下工作 本系统 由8 0 3 l 单片机控割 接戚C 即控制状态 c P U 控 镧静删芯冀衰丸条豢令 零系统其麓五条撂令 控制其发音 即N o P C N D T A D D l A D D 2 和 s T A R T N O P 使1 砌8 处于放音状态 c N 町指令 规定放街比特率 A D D l 规定放音的起始地址 A 鞠2 撬患攘啻戆结束黩薤 粼接收了疆鱼瓢 指令后 稚据A D D l 和A 2 规定的放啻的起始墟 址和结策地址 从语音辟中取出语音数据码 按照 c N D T 规定的比特率转换为模拟电压输出 语蠢传递售患 降低了对操终者豹素爱要衷 语言掇承 令人完成鑫凌亿系统难叛窝藏静工作 使利用攀低又昂贵的消防设备及时发挥效益 参考文献 l 麟淳 语音合成技术与单片微机综合蒜娩 北京 北京 靛空航天太学盎叛社 i 9 9 3 1 4 一努 2 辣辩壹 温度基力褥释攮鼓单片辊控裁蘩缝 毫整学习 1 9 9 1 S 1 2 一1 4 3 程艨祥 语音电路的存储器 家用电器科技 t 9 9 4 4 2 3 2 5 4 沈太威 谈防火灾中的语言提示 消防科拽 1 嘶 1 4 2 4 3 熏庆市智蘸建筑专委会静将成立 重廉市土术建筑学会一届二 数理事会 批准成立智能建筑专业 委员会 由麓庆建筑大学周齐圆教授任主任蚕鼹 周爱农 祁仁 俊 童明撇 邓仁明 惠腱惴 拣黼等6 同志为蘑性任委员 批鬟鬻袋枣旱召开寇立大袋 鼹皇瓠勰 组织好学求交流和研 究 为姥避豢茨蟹怒建筑镌笈秣敬投鼓嚣献蓑 奉稍最l 7 5 2 7 万方数据 语音合成技术在消防中的应用语音合成技术在消防中的应用 作者 沈大威 作者单位 哈尔滨建筑大学 150006 刊名 建筑电气 英文刊名 BUILDING ELECTRICITY 年 卷 期 2000 19 2 引用次数 0次 参考文献 4条 参考文献 4条 1 方建淳 语音合成技术与单片微机综合系统 1993 2 林而立 卢子明 古政宇 温度压力语音报数单片机控制系统 期刊论文 电脑学习 1991 5 3 程庆祥 语音电路的存储器 1994 4 4 沈大威 谈防火灾中的语言提示 1997 1 相似文献 1条 相似文献 1条 1 学位论文 陈卓 警译通V2 0的设计与实现 2009 随着我国经济建设与社会发展的步伐进一步加快 各种对外合作以及国际交流日益增加 我国的警务人员越来越多地参与到涉外交流与工作中 从而 对警务人员的语言交流能力有了新的要求 在这种背景下 产生了对机器翻译产品的需求 这种产品应提供信息查询和即时语言翻译功能 辅助警务人员 处理涉外事务 使其能与外国友人进行及时的沟通与交流 从而推进首都公安的信息化建设 提高电子政务的现代化水平 以适应新时代公安工作的需要 面向公安应用的多语言智能移动终端 警译通软件V2 0 简称警译通 的原型设计是中欧科技合作项目 面向电子政务的语音人机交互技术研 究 简称SAFIR 中的一个应用示范及其延伸 同时也是基于奥运多语言综合信息服务系统的典型应用 本课题利用了SAFIR项目的前期研究成果 以及首 都信息发展股份有限公司多年来在多语言技术方面的积累 通过应用语音识别 语音合成以及对话管理等多项实用化的高新技术 以UMPC为载体 设计出 一套面向公安应用的语言翻译系统 以提供语言翻译和信息查询的功能 辅助警务人员在治安 户政 交通管理 刑事侦查