【技术】解析语音识别芯片的系统设计

时间： 2023-04-07 来源：波洛斯官网

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语音识别芯片也叫语音识别IC，与传统的语音芯片技术相比，语音识别芯片的特点主要就是我们能够通过语音识别，它能让机器听懂人类的语音，并且可以同时根据命令执行过程中各种不同动作，如眨眼睛、动嘴巴(智能娃娃)。此外，语音识别芯片还具有高质量、高压缩率的录音和回放功能，可以实现人机对话。

语音识别芯片的系统设计是怎样?下面我们了解一下。

1、系统硬件设计。对于嵌入式系统，语音识别的硬件构成还要考虑很多其他因素。首先，由于成本限制，一般采用定点DSP，这意味着算法的复杂度有限;其次，产品化有各种严格的限制，需要高度集成的硬件DSP，所以理想的硬件部件是系统级芯片。

一般采用的是一个16位结构的微控制器，将MCU、A/D、D/A、RAM、ROM集成在一块芯片上，具有很高的集成度。同时具有较高运算速度的16×16位的乘法语音和内积运算指令，CPU可达时钟49MHz，因此在复杂的数字信号处理方面既非常便利又比专用的DSP芯片便宜得多，12位ADC，和12位DAC保证音频精度，配置带自动增益控制(AGC)的麦克风输入方式，为语音处理带来了较大的方便。既具有体积小、集成度高、可靠性好的特点，又具有相对较强的中断进行处理技术能力、高性能的价格比和功能强、效率高的指令信息系统及低功耗、低电压的特点，所以我们非常需要适合用于嵌入式语音模式识别管理系统。以SR160X为核心的嵌入式语音识别系统硬件的电路系统，主要包括麦克风输入电路、ADC、DAC、功放输出电路、键盘电路和各种通信电路等，语音保存到SPI Flash存储器中。

2、系统软件设计。特定于说话人的语音识别只能在语音训练后识别。语音训练过程中建立的参考模式库和从待识别的语音信号中提取的特征参数存储在扩展的SPI Flash中，这样可以保证掉电后重启电脑。语音识别系统软件的主程序由语音训练程序、语音识别程序、语音播放程序、中断程序、初始化程序等组成。由于嵌入式平台具有存储资源少、实时性要求高的特点，因此在保证识别效果的前提下，要尽可能对算法进行优化。

该软件包括A/D变换，预加权，帧和窗口，端点检测，特征参数提取，DTW算法与放松端点限制，以及识别结果的最终输出。在应用层软件考虑到用户的实际需求，增加了能快速开发的虚拟软件开发技术，能快速提供给客户产品。

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波洛斯提供两种类型语音芯片：语音降噪芯片、语音识别芯片；语音降噪芯片：提供降噪、回声消除、拾音距离可达10m，接受最多8麦输入，适用65~75dB环境；语音识别芯片：提供最远8米，最多150条，超低功耗，可定制的语音识别功能，支持中英识别。

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POROSVOC-PNC102	语音降噪芯片	65-75dB噪音环境	0-5m	1	模拟数字	QFN32（5x5mm）	AI语音芯片、数字音频处理器，搭载POROSVOC单麦DNN神经网络降噪算法	对讲机 • 通话耳机、话务耳机 • USB麦克风 • 降噪声卡 • 其它降噪收音类产品