汽车倒车报警雷达中的语音技术

1、汽车倒车报警雷达中的语音技术程正学摘要：本文讨论汽车报警雷达中的语音合成及与之相关的电路和数据结构等问题。 主题词：语音合成计算机数据结构一、概述驾驶员在倒车时，既要观察前方，又要留意后方，同时还要操纵汽车，工作十分紧张。寻求一种自动识别车后障碍物，模拟人类语音功能的智能装置，实时提示驾驶员车后路况，一直是人们孜孜以求的美好愿望，作者用单片机研制的倒车报警雷达工作过程为：在倒车时系统加电，自检，用语音提示系统工作状态，继而通过超声发射器向车后发出超声波，来自障碍物的回波由超声换能器变换成电讯号，再经放大，限幅比较。送的，由系统对接收的信号进行数字滤波及相关计算，确定该障碍物对倒车安全的影响程度

2、，以决定是否起动语音程序，实时提示车后的行车状况，系统组成框图如图所示。二、采样频率和编码方式的选取数字语音信号处理的特征是获取语音信号的离散表示，根据香农采样定理，采样频率，：输入信号频率。基于所用装置的音质，能达到电话音质就能满足用户需要，而话路的带宽一般在左右。因此，采样频率选取为就可以了。采样频率，与语音信号采样值的编码位数之乘积，表征了语音合成的一个重要参数指标比特率。表示存储一秒钟语音信息所需要的内存位（）数。语音信号由“过零率”、“帧能量”，“频谱”等多种 因素决定。其最重要的因素是“过零率”，它决定语音 的音调。用过零比较器对语音信号进行一立变 换，已能满足系统对音质的要求：比

3、特率为，即一秒钟的语音信息需内存空间，一分 钟需。约。字节单元，这对于单片机来 说是难以接受的。必须对数据进行压缩，设计方案采用简单实用的状态计数法，即利用每个字节的最高位，存放采集数据的状态（或），低位存放该状态 连续出现的次数。该方法可以将数据压缩到原来的左右。三、数据结构设计数据结构设计成三部分：词汇语音数据区（语音 库）：语音数据索引表（语音库指针表）；控制数据块。 语音库存入系统需要的语音数据，每一项就是一 个词汇的语音数据，是一个不等长的数组，使用多少词汇。就有多少个数据项。在汽车倒车报警雷达中，语音库由如下单字或词组成：“零、壹、贰、叁、肆、五、陆、柒、捌、玖、点、米、小心、危险

4、、刹车、障碍、有、无、 车后、工作正常，故障、系统”等共个。这些信息首 先由标准话录音，经放大，变换，数据压缩（状态计数），固化在中，构成语音库。索引表存放词汇语音数据的指针，指向对应数据 项的首地址。每项长度为个字节，也存放在中。语音库和索引表的格式如图所示。数据控制块，用来存放组成一个完整语句中各词 汇的控制码值，它是一个变长的字节串。如“小心，车 后米有障碍”，其结构如图所示。四、硬件电路设计语音生成电路由转换，滤波和音频放大器 等组成。如图虚线框所示。用完成转换， 经双带通滤波器，功放，由喇叭发出语音提 示信息。五、软件设计汽车倒车报警雷达系统软件程序包括：端口初始化；系统自检；发送车

5、后障碍物探测的超声脉冲串，对 回波信号进行数字滤波，相关判决。检测障碍物与车辆的距离，首先将控制码送控制块缓冲区，调用语音生成子程序等。程序流程如图所示。语音生成程序，首先通过控制码计算出所需语音 单词在语音库中的地址，取出语音数据；由端口 输出，产生语音提示信息，其程序流程如图所示：六、结束语本系统经实际运行测试表明，能有效探测车后范围内有效反射面：的障碍物， 实时提示驾驶员车后行车状况。如“危险、刹车”等。障 碍物检测率较高，语音清晰，有一定的推广实用价值。参考文献方建淳 语音合成技术与单片微机综合系统 北京航天航空大学出幅社。刘复华 单片机及其应用系统设计 清华大学出 版社，单片机原理与应用机械工业出版社， 李杰猷汽车倒车报警雷达中的语音技术作者： 程正学， Chen Zhenxue作者单位： 重庆市光学机械