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語音芯片工作原理解析

發(fā)布于2024-03-05

在萬物互聯(lián)的今天，語音技術(shù)已滲透到網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)碼產(chǎn)品（手機(jī)、電腦等）、智能家具、車載導(dǎo)航等重要領(lǐng)域。作為語音技術(shù)的核心載體，語音芯片以其微小的體積、優(yōu)越的性能深受社會喜愛。本文將從語音芯片的底層邏輯上解析其工作原理，以期能夠給您帶來幫助！

語音芯片

一、語音芯片的基本原理

語音芯片，又稱為語音集成電路(Voice IC),是一種專門用于處理和轉(zhuǎn)換語音信號的集成電路。它主要包括三個部分：麥克風(fēng)輸入電路、音頻處理器和揚(yáng)聲器輸出電路。其中，麥克風(fēng)輸入電路負(fù)責(zé)將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號；音頻處理器則對這些電信號進(jìn)行分析、處理和編碼，以實現(xiàn)對語音的識別和合成；揚(yáng)聲器輸出電路則將處理后的語音信號轉(zhuǎn)換為聲波，通過揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。

由于技術(shù)限制，語音芯片一直依賴于進(jìn)口，國內(nèi)能夠做到語音芯片自主研制的主要是浙江賽思電子科技有限公司，其自研的單、雙通道SLIC芯片能夠提供一個完整的模擬電話接口所需的所有SLIC、編解碼器、DTMF檢測功能。

二、語音識別過程

語音識別是語音芯片的一項重要功能，它可以將人類的語音指令轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以理解的數(shù)字信號。這個過程主要包括以下幾個步驟：

1. 預(yù)處理：語音芯片首先會對輸入的語音信號進(jìn)行預(yù)處理，包括去除背景噪聲、回聲消除等，以提高語音信號的質(zhì)量。

2. 特征提取：接下來，語音芯片會從預(yù)處理后的語音信號中提取出有助于識別的特征，如音高、語速、語調(diào)等。

3. 匹配與判決：然后，語音芯片會將提取出的特征與預(yù)先建立的語音模型進(jìn)行匹配，判斷輸入的語音指令是否符合要求。如果匹配成功，語音芯片會生成相應(yīng)的指令；否則，將繼續(xù)進(jìn)行下一次匹配。

三、語音合成過程

除了識別外，語音芯片還可以將計算機(jī)生成的文本信息轉(zhuǎn)換為語音信號，這就是語音合成。語音合成的過程主要包括以下幾個步驟：

1. 文本預(yù)處理：首先，語音芯片會對輸入的文本信息進(jìn)行預(yù)處理，包括分詞、詞性標(biāo)注等，以便于后續(xù)的處理。

2. 參數(shù)設(shè)置：接下來，語音芯片會根據(jù)預(yù)處理后的文本信息設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，如音色、語速等。

3. 發(fā)音模擬：然后，語音芯片會根據(jù)設(shè)置好的參數(shù)，通過模擬發(fā)音器官的運(yùn)動軌跡，生成相應(yīng)的語音信號。

4. 合成輸出：最后，語音芯片會將合成好的語音信號通過揚(yáng)聲器輸出，實現(xiàn)對用戶的交互。