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基于藏語的嵌入式語音播放系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2011-04-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  當(dāng)今,已逐漸應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,給人民群眾的生活提供了極大的方便。但是藏語的幾乎沒有,該項(xiàng)目的實(shí)施可以填補(bǔ)藏文文本的空白,同時(shí)對于推廣藏語,提高少數(shù)民族同胞的生活、工作質(zhì)量,促進(jìn)少數(shù)民族事業(yè)發(fā)展都起到了很大的推動(dòng)作用。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/150840.htm

  該系統(tǒng)包括藏文輸入法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)和藏文資源的處理兩大部分,通過本項(xiàng)目的的實(shí)施,可以解決藏族同胞中有語言障礙者的交流問題,使其可以方便地將自己的想法通過鍵盤輸入的方式變成藏文文本,進(jìn)而可以通過該系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成聲音,達(dá)到與正常人進(jìn)行交流的目的,從而大大地改善和提高了他們的生活質(zhì)量。

  1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

  本設(shè)計(jì)利用SPCE3200芯片進(jìn)行開發(fā),硬件上以開發(fā)板作為開發(fā)平臺(tái),利用PC機(jī)進(jìn)行軟件程序開發(fā)。SPCE3200嵌入式實(shí)驗(yàn)箱是凌陽科技大學(xué)計(jì)劃推出的一款全功能32位開發(fā)學(xué)習(xí)系統(tǒng),它S+Core架構(gòu)32位微處理器SPCE3200,該處理器最大的特色是具有較強(qiáng)的多媒體處理能力。該核心板的設(shè)計(jì)開發(fā)考慮,配置簡單,布局簡潔明了,外設(shè)齊全,接口標(biāo)準(zhǔn),擴(kuò)展方便,可以較容易的實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的字符輸入、顯示、語音功能,因此本設(shè)計(jì)采用SPCE3200作為主控芯片。根據(jù)各功能的需求,其系統(tǒng)硬件整體框圖如圖1所示。主要由SPCE3200主控板、TFT模塊、Toueh Panel模塊、語音資源播放模塊組成。其中,TFT LCD即薄膜晶體管液晶顯示器。在驅(qū)動(dòng)方式上,與簡單矩陣不同,它在液晶顯示屏的每一個(gè)像素上都設(shè)置有一個(gè)薄膜晶體管大大提高了圖像的質(zhì)量(尺寸、)含有行驅(qū)動(dòng)電路及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),可直接與多媒體處理器SPCE32 00的LCD控制器接口相連:Touch Panel模塊利用SPCE3200獲取觸屏坐標(biāo),SPCE3200具有12位的ADC具有8個(gè)通用的A/D轉(zhuǎn)換通道,通過電阻式獲取觸屏的標(biāo)值;使用UFAT文件系統(tǒng)對SD卡進(jìn)行讀寫文件操作,并通過AD和DA通道實(shí)現(xiàn)MP3的語音播放功能。

  1.1 TFT_LCD模組簡介

  TFT LCD是Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display的縮寫,即薄膜晶體管液晶顯示器。在驅(qū)動(dòng)方式上,TFT LCD與無源TN LCD、STN LCD的簡單矩陣不同,它在液晶顯示屏的每一個(gè)像素上都設(shè)置有一個(gè)薄膜晶體管(TFT),可有效地克服非選通時(shí)的串?dāng)_,使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線數(shù)無關(guān)。大大提高了圖像質(zhì)量(尺寸、色彩),控制起來也比較容易。TFT LCD模塊的電路連接式如圖2所示。

  TFT LED主要由偏振片、濾色器基板、液晶、TFT基板、偏振片、背光源組成。通過改變R、G、B信號線上的電壓,可以控制LCD的透光,使每一個(gè)像素呈現(xiàn)不同的顏色。按照時(shí)序,控制整屏的所有像素點(diǎn)就可以控制LCD顯示。

  內(nèi)置于SPCE3200的TFT LCD接口能夠支持對多種輸入格式的TFT型LCD顯示屏的控制,譬如DataEnable(DE)、Hsync/Vsync、16位并行RGB、8位delta RGB以及CCIR601/656等輸入。LCD顯示屏支持的分辨率為320(水平像素)x240(垂直像素),并支持NTSC/PAL顯示格式。由于同步信號的位置及寬度都是可配置的,故可以滿足各種規(guī)格的TFT LCD屏的要求。

  本系統(tǒng)之所以選擇TFT LCD模組是根據(jù)系統(tǒng)對圖片顯示的的需求和模組接口簡單,應(yīng)用方便。此外TFT LCD內(nèi)置觸屏接口,可以直接用來做觸摸屏,是本系統(tǒng)的觸屏與顯示一體化。

  1.2 Toueh Pannel模組簡介

  觸摸屏(Touch Panel)是一種直接以觸碰方式來達(dá)成輸入指令的透明面板。SPCE3200具有12位的ADC具有8個(gè)通用的A/D轉(zhuǎn)換通道,通過X2或者X1把接觸點(diǎn)到Y(jié)1的電壓輸入SPCE3200的其中一個(gè)A/D通道,就可以計(jì)算獲得縱坐標(biāo)值,同樣,通過Y1或者Y2把接觸點(diǎn)到X2的電壓輸入其中一個(gè)A/D通過,就可以獲得橫坐標(biāo)值。

  實(shí)驗(yàn)箱上LCD大小為640 x480,最左端橫坐標(biāo)為0,最右端橫坐標(biāo)為639,最上端縱坐標(biāo)為0。最下端縱坐標(biāo)為479。假設(shè)屏上任意坐標(biāo)點(diǎn)(x,y)的橫向電壓測得為Vx,縱向電壓測得為Vy,其中:0≤x640,0≤y480,0≤Vx≤3.3 V,0≤Vy≤3.3 V。此時(shí)計(jì)算得到:

  本系統(tǒng)是針對特殊人群設(shè)計(jì)的,考慮到操作的方便性和容易性,所以利用Touch Panel模組可以讓使用者通過觸摸屏實(shí)現(xiàn)各種功能。

  1.3 語音播放模塊——DAC

  本系統(tǒng)語音的實(shí)現(xiàn)選擇SPCE3200的MP3文件播放。硬件上依賴DAC進(jìn)行輸出播放;軟件上主要通過MP3庫解碼器的API函數(shù)來實(shí)現(xiàn),保證了語音輸出的質(zhì)量同時(shí)軟件操作上也較容易。

  SPCE3200有兩路16位高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器,可以進(jìn)行普通的D/A轉(zhuǎn)換,也可以進(jìn)行立體聲語音播放。SPCE3200的DAC模塊共有3個(gè)引腳:其中DAC_VREF為DAC參考電壓輸入引腳;DAC_CH0為DAC通道0信號輸出引腳;DAC_CH1為DAC通道1信號輸出引腳。SPCE3200的DAC模塊有兩路DAC通道(通道0和通道1),具有4級深度的FIFO Buffer(Buffer的大小可設(shè)置),可以編程設(shè)置DAC采樣率,其中斷機(jī)制和緩存區(qū)支持可使得語音播放更方便。其特性如下:

  1)電壓型輸出;

  2)16位精度;

  3)共有兩路DAC通道(通道0和通道1);

  4)具有4級深度的FIFO Buffer,Buffer的大小可設(shè)置;

  5)終端機(jī)制和緩沖區(qū)的支持使得利用DAC進(jìn)行語音播放更方便。

  2 輸入鍵盤

  本項(xiàng)目考慮到應(yīng)用的復(fù)雜程度和系統(tǒng)資源分配,充分利用SPCE3200的多媒體特性,采用含37個(gè)按鍵的鍵盤來實(shí)現(xiàn)藏文字符以及數(shù)字和特殊符號的輸入,界面直觀,操作方便。

  鍵盤的布局見圖3所示,本實(shí)驗(yàn)將LCD液晶屏通過坐標(biāo)測試分為主窗口、字符選擇窗口和字符顯示窗口。在鍵盤以圖片形式在鍵盤主窗口顯示,通過掃描函數(shù)以1~30號鍵作為藏文基本基字的存儲(chǔ)鍵,然后利用軟件將常用藏文字符存儲(chǔ)到每個(gè)鍵下,從而實(shí)現(xiàn)藏文的觸鍵輸入。本設(shè)計(jì)以*號鍵作為藏文分隔符,以←_鍵作為取消鍵,以鍵作為確認(rèn)鍵,以↑鍵作為上翻鍵,以↓鍵作為下翻鍵,從而實(shí)現(xiàn)了上翻、下翻、確認(rèn)、刪除、輸入等功能。以34鍵作為#鍵用來存儲(chǔ)數(shù)字符號和特殊的藏文符號,簡單地實(shí)現(xiàn)數(shù)字特殊符號的輸入。

  3 軟件部分設(shè)計(jì)

  本項(xiàng)目是在充分利用SPCE3200嵌入式系統(tǒng)多媒體特性的基礎(chǔ)上,結(jié)合藏族同胞的實(shí)際情況特別是藏族語言表達(dá)障礙人員設(shè)計(jì)的一款集藏文輸入法與藏文語音播報(bào)為一體的系統(tǒng),為藏語在嵌入式系統(tǒng)中的開發(fā)提供了思路,具有很強(qiáng)的使用價(jià)值和一定的推廣前景。

  軟件設(shè)計(jì)如圖4所示,程序運(yùn)行后先初始化各變量和顯示初始界面,然后進(jìn)入主循環(huán),顯示選擇菜單,通過掃描觸鍵,并調(diào)用鍵值判斷函數(shù)獲得鍵值,當(dāng)取消鍵被選擇時(shí),LCD界面顯示取消本次操作,返回鍵盤掃描函數(shù)等待下一次操作。當(dāng)確認(rèn)鍵按下時(shí),開始輸入信息,通過觸鍵、判斷鍵值,然后選擇調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)其功能。

  3.1 藏文輸入法的設(shè)計(jì)

  自古以來,藏語言文字在藏族社會(huì)生活中占有很重要的地位。然而當(dāng)今高科技電子時(shí)代藏文信息化處理技術(shù)的研發(fā)也越來越深入,藏文輸入法對藏文信息化起著非常重要的作用,本系統(tǒng)是在嵌入式系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的藏文輸入法。藏文輸入法的具體軟件實(shí)現(xiàn)方法如下:

  進(jìn)入藏文輸入函數(shù)后,首先將藏文信息數(shù)組和藏文存儲(chǔ)數(shù)組清空,通過掃描按鍵,判斷鍵值,通過測量按鍵下的藏文字符個(gè)數(shù),獲取相應(yīng)按鍵下的藏文字符并復(fù)制到藏文存儲(chǔ)數(shù)組中,然后調(diào)用藏文字符選擇函數(shù)。當(dāng)進(jìn)入藏文字符選擇函數(shù)后,首先測量存儲(chǔ)數(shù)組的長度,依據(jù)測量調(diào)用數(shù)組顯示函數(shù),將該按鍵下的字符每頁8個(gè)字在字符選擇窗口的依次顯示出來,通過上翻鍵和下翻鍵找到所需字符所在行時(shí),按下確認(rèn)鍵進(jìn)行行鎖定,選擇光標(biāo)會(huì)默認(rèn)的指到該行的第一個(gè)藏文字符,然后通過上、下翻鍵對字符進(jìn)行選擇,當(dāng)按下確認(rèn)鍵時(shí),即選中了光標(biāo)所指的字符,按下確認(rèn)鍵顯示選中字符,計(jì)數(shù)器加1,藏文信息數(shù)組元素個(gè)數(shù)加1,同時(shí)光標(biāo)后移一個(gè)字符,一個(gè)藏文字符的輸入完成,程序返回輸入循環(huán)開始,然后等待下一次按鍵按下,若確認(rèn)鍵連續(xù)被按下兩次則結(jié)束輸入。在本系統(tǒng)中按下取消鍵就可直接結(jié)束本次輸入。

  4 藏文字符顯示原理

  在SPCE3200嵌入式系統(tǒng)中沒有涉及藏文字符的顯示,而且字模工具中也不能直接輸入藏文,基于此,本系統(tǒng)利用凌陽的DM Tool工具制作了非標(biāo)準(zhǔn)大小的字模數(shù)據(jù)。獨(dú)立的設(shè)計(jì)了藏文字符的顯示原理。在本系統(tǒng)中,以點(diǎn)陣掃描原理來實(shí)現(xiàn)藏文字符的顯示;先將組成藏文字符的所有基字在字模工具中轉(zhuǎn)換成非標(biāo)準(zhǔn)大小的合適的字模數(shù)據(jù)(見圖5)。然后轉(zhuǎn)換成代碼,通過相應(yīng)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)藏文的顯示。字符在液晶顯示器上的顯示與字模工具中的顯示相同,都是通過點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)的每一個(gè)小方格代表一個(gè)點(diǎn)白色為1,綠色為0;每一個(gè)點(diǎn)看作一個(gè)位。據(jù)此可以繪出符的位信息,采用列掃描的方式,每8位為一個(gè)字節(jié),這樣就得到了字模數(shù)據(jù)。

  5 作品測試與展望

  本系統(tǒng)在正常模式下工作性能穩(wěn)定,觸摸屏靈敏,系統(tǒng)響應(yīng)速度快,藏文顯示和播音符合藏族同胞的習(xí)慣,最終各項(xiàng)功能都能滿足實(shí)際需要。通過觸摸屏鍵盤實(shí)現(xiàn)“西藏大學(xué)工學(xué)院實(shí)驗(yàn)室”的藏語輸入演示。

  本項(xiàng)目結(jié)合西藏藏語言的特點(diǎn)和藏族同胞中殘障者的實(shí)際生活情況,成功地完成了藏語嵌入式語音播放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。對藏語的推廣、藏族同胞生活的改善起到了積極的作用。更為重要的是可以解決藏族同胞中有語言障礙者的交流問題,徹底地改變他們的生活。所以在西藏推廣本設(shè)計(jì)具有很大的使用價(jià)值和市場前景。

linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)


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