[科普中国]-语音输入输出装置

语音输入输出装置是指将人的语音信息直接输入或输出计算机的人机接口装置。人们在日常生活中大部分是通过语音来传递信息的，因此语音输入输出装置是人机接口装置的重要发展方向。

输入装置又称语音识别装置。其最终目标是实现像人那样具有识别语音的能力。语音识别技术存在许多难题，目前不得不根据使用目的对知识对象、发音者、发音方式分别加以不同的限制（见表语音识别分类和设备产品化情况），根据这些限制已组合成8种语音识别方法。

对知识对象的限制分为两类。①限定单词：把识别对象限定为几十个至几百个单词。在这些预先约定的单词范围内，将每一个单词语音信号处理成相对应的模式，作为识别处理的基本单位。②任意语音：指能识别几千个以上的任意单词（包括段落和文章）。

任意语音的处理量很大，在容量和速度方面都较难实现。对发音者的限制也分为两类。①特定发音者：事先将特定发音者的语音输入，记录该发音者的特征模式。然后计算出相似度和不同度，选择最近似的模式。这是一种最普遍采用的模式匹配法。②任意发音者：从许多发音者中采样，求出有关语言模式的识别函数。

识别时在输入语音之间进行识别函数值的计算，来判断语音。对发音的限制也分为两类。①离散发音：将发音划分成各个识别处理单元。②连续发音：用人的自然发音来识别，识别单元是连续的，会引起邻近语音的交叠、干扰和变形，所以识别相当困难。

语音输入装置的特点是：使用方便，不需要特殊训练；信息传递速度快，容易理解；容易唤起人们的注意力；操作者可以腾出手和眼来进行其他作业；特别适用于对话。它是自动控制系统中利用语音方式进行人机对话的一种输入装置。表中按序号从小到大，实现难度也随之增大，其中1～3已经产品化，4～8正在研制中。1

输出装置又称语音响应装置，是再现人的语音的装置。其最终目标是能发出与人的自然发音相同的语音。它分为生活服务用的语音终端装置和自动控制用的语音信号机两类。语音信号机的作用是用语音发信报警。它的优点是：能正确地传递大量信息，不会产生人为的误读或人为的记忆错误而造成判断差错；快速性好，在很短的时间内操作员能很快地接受大量的报警信息；节省空间，只需要一个扬声器就能实现多种方式的报警。作为自动控制用的语音信号机能有效地利用语音的效能进行操作指导、配合阴极射线管显示器画面进行辅助说明以及故障报警等。采用任意语音合成技术的高性能语音输出装置能发出与人的自然发音相同的语音。1

带语音输出新型测温装置温度是日常生活，生产，以及科学实验中最常见的热工参数之一。在许多工艺过程中需要知道物体的温度，以判别其状态，进行相应的操作。各种温度测量仪表的应用也非常普遍，传统温度测量装置主要有模拟输出和数字输出两大类，它们在测量和控制系统中发挥重要的作用，但在某些场所，光线暗淡，照明条件差的仓库里则表现出局限性。

它们难以准确读数，为此迫切需要研制更方便，更有效的新型仪器，来满足这些用户的特殊要求。

测温装置的结构带语音输出的测温装置主要包括传感器，变换单元，存储单元单片机系统和语音输出单元等部分。其组成结构见图。

语音输出功能的实现测量的目的是为了输出准确的、便于人们接受的信息，人们交往时最直接的方式是语言，因此语音输出形式的测量仪表更受欢迎。

（1）语音合成芯片丁6668

语音合成芯片是计算机技术、数字技术发展的结晶，它能够可靠地取代机械系统（如磁带录音）而不牺牲声音质量。高级语音处理芯片T6668，它的优点是具有存储灵活、外部可扩展的大容量存储器，有完善的手动控制逻辑和CPU驱动接口。从功能和性能价格比考虑，它是理想的语音处理芯片。

（2）声音的录制与再生

T6668存储容量为1M位，本身具备动态刷新功能，选用容量大、速度快、功耗低的外部动态存储器，有利于延长录音和播放的时间。该芯片存储、提供四种波特率来改善录音与放音的质量，快速播放声音质量高，慢速播放音质差，对录放两个过程，可选用四种波特率之一，而且录音与播放的波特率可以不同。话筒的质量也直接影响录音效果，建议选用动态范围大、灵敏度适中的驻极式话筒，它具有良好的频响特性和抗电场、磁场干扰特性，经内部带通滤波器来改善语音的清晰度和信噪比。T6668可获得质量的录音效果。

声音录制

接通电源，将录放选择键WR置高电平，T6668进入录音等候状态，在START端输入启始信号（正脉冲）后开始录音，同时计数器计数，话筒放大器将捡拾到的声音信号放大并送至ADM回路进行分解，并将声音以数据的形式写入ARDA中。当STOP端接收到高电平信号或DRAM中存满数据时便停比录音，进入保持与刷新状态。

声音再生

将录入选择键WR置低电平，T6668处于声音再生等候状态，在START端输入脉冲后，放音电路从存储器读出信号，经ADM合成及D/A变换器变换成模拟信号送至功放，放大后由喇叭输出。当STOP端接收到高电平信号或计数器指到停比地址时，系统则停比放音，进入等候状态。

复位在T6668的ACL端加入低电平将使其复位，终比所有行为，地址计数器和终比地址均赋值00400H，即初始状态。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学