CN101876856A - 四数汉字音节码编码方法和数字键盘及语音发声装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汉字音节码编码方法及数字键盘和使用这种数字键盘输入汉字音节码直接发出语音的语音发声装置，四数汉字音节码包括声母码、韵母码和声调码；数字键盘包括表面上分别标有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9的十个数字键，各数字键上分别标有其所代表的第一组声母、第二组声母、单韵母、复合韵母、声调符号。语音发声装置包括语音录放电路，数字键盘，单片机和扬声器。编码方法采用数字象形拼音的方法进行编码，方法简单，无重码，容易学习、记忆和掌握；数字键盘与标准数字键盘结构相近似，适于广泛应用和推广；语音发声装置可以不通过电脑和语音朗读软件的转化直接打入数字码发出汉字的读音，能帮助不能说话的人发出语音说话。

Description

四数汉字音节码编码方法和数字键盘及语音发声装置

技术领域

本发明涉及汉字音节码编码方法及数字键盘和使用这种数字键盘输入汉字音节码直接发出语音的语音发声装置。

背景技术

汉字的拼音输入法有全拼、双拼等很多种，它们均需要使用电脑键盘的26个英文字母键输入汉字拼音，按键较多操作起来不方便且不便于单手输入，专利号为“97105923.3”、名称为“一种语音数字编码的键盘输入方法”公开了一种由声母码、韵母码、特殊发音码和声调码构成的数字编码方法，它用数字代替汉字拼音编码，用数字键盘进行输入，相对于英文字母键输入汉字拼音码更为简单，但其编码方法有些繁锁，用于每个汉字的数字码为4到5个数字，用于代表拼音的数字码也不便于记忆，不容易学习和掌握，其键盘也较特殊，不适于广泛应用和推广。目前，五笔字型和拼音等输入法能通过数字键盘输入后在电脑显示器上显示出汉字，所输入的汉字如要输出语音必须装上语音朗读软件才能使打入电脑的汉字发出声音，目前还没有能直接通过数字键盘输入汉字后直接发出字的读音的软件和装置，就是打字后直接发出字的读音，而省略了语音朗读软件的发音工作，甚至脱离电脑的参与工作，直接在装置上打入数字码就可以发出要说的语音，而没有选字再发声的步骤。

发明内容

本发明的目的是提供一种编码方法简单、便于记忆、容易学习和掌握的四数汉字音节码编码方法和用于输入这种四数汉字音节码的数字键盘，以及使用这种数字键盘输入四数汉字音节码可以不通过电脑和语音朗读软件的转化直接发出汉字读音的语音发声装置。

本发明的技术解决方案是：

四数汉字音节码编码方法，它包括声母码、韵母码和声调码，编码方法如下：

声母码：将汉语拼音中的二十三个声母分成两组，每组十个，平卷舌视为一个，用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数中的每个数分别代表第一组中的一个声母和第二组中的一个声母；

韵母码：用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数中的一部分单个数或两个数的组合分别代表汉语拼音的单韵母和复合韵母；

声调码：用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数中的四个数分别代表拼音中具有第一组声母的汉字的阴平、阳平、上声和去声四个声调，用另四个数分别代表拼音中具有第二组声母的汉字的阴平、阳平、上声和去声四个声调；

音节码：按照声母码、韵母码、声调码的先后顺序依次排列，得到一组四个数的数列，即构成四数汉字音节码，无声母以韵母开头的音节码后面补代表声调码的八个数之外的一个数构成四码，不足四个码的后面再补代表声调码的八个数之外的另一个数构成四码。

用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数中的每个数后面加上由三个数构成的不同的特殊码分别代表大写英文字母。

用于输入四数汉字音节码的数字键盘，它包括表面上分别标有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9的十个数字键，各数字键上分别标有该数所代表的第一组声母、第二组声母、单韵母、复合韵母、声调符号和两个该数的组合所代表的韵母。数字键盘上还设有标有“<<”的删除键和标有“#”的播放语音键。

使用数字键盘输入四数汉字音节码直接发出语音的语音发声装置，它包括用于录入和输出四数汉字音节码的语音录放电路，用于输入四数汉字音节码的数字键盘，对数字键盘输入的四数汉字音节码进行处理、控制语音录放电路发出相应的汉字音节并控制显示所输入汉字的单片机，对语音录放电路发出的汉字音节进行功率放大的功放电路和输出汉字语音的扬声器，语音录放电路与单片机和功放电路分别相连，功放电路与扬声器相连，数字键盘与单片机相连。

本发明的技术效果是：本发明的编码方法采用数字象形拼音的方法进行编码，具有方法简单，无重码，容易学习、记忆和掌握的优点；数字键盘与标准数字键盘结构相近似，适于广泛应用和推广；语音发声装置可以不通过电脑和语音朗读软件的转化直接打入数字码发出汉字的读音，能帮助不能说话的人发出语音说话，每个字通过键盘打入四个数字构成的四数汉字音节码来发出这个字的读音，本装置可以扩展到工业领域语音报警和语音提示，可提高自动化应用水平和科技含量，实现起来灵活、简单又方便，而且可实现大量的语音提示，经过学习后本装置还可实现盲打来加快输入速度。

附图说明

图1为本发明实施例数字键盘盘面布置结构图；

图2为本发明实施例语音发声装置原理框图；

图3为本发明实施例语音发声装置电路原理图。

具体实施方式

四数汉字音节码编码方法，

a、声母码：

第一组声母：c(ch)，j，z(zh)，w，h，f，d，y，s(sh)，g；

第二组声母：n，l，q，m，x，k，b，t，r，p。

用0代表第一组声母中的c(ch，c都用0代表)和第二组声母中的n；

用1代表第一组声母中的j和第二组声母中的l；

用2代表第一组声母中的z(zh，z都用2代表)和第二组声母中的q；

用3代表第一组声母中的w和第二组声母中的m；

用4代表第一组声母中的h和第二组声母中的x；

用5代表第一组声母中的f和第二组声母中的k；

用6代表第一组声母中的d和第二组声母中的b；

用7代表第一组声母中的y和第二组声母中的t；

用8代表第一组声母中的s(sh，s都用8代表)和第二组声母中的r；

用9代表第一组声母中的g和第二组声母中的p。

b、韵母码：

单韵母：

用2，0，3，1，5，55

分别代表a、o、e、i、u，ü共6个单韵母。

复合韵母：

用00，05，08

分别代表un，ou，ong，其中iong也用08代表即ong与iong同音，因为ong与iong在组成编码时不存在同码的现象例如qiong与qong同音。

用10，11，12，13，15，16，18，19

分别代表iao，in，ia，ie，iu，ian，ing，iang。

用20，21，22，28

分别代表ao，ai，an，ang。

用31，33，38

分别代表ei，en，eng。

用50，51，52，56，57，59

分别代表uo，ui，ua，uan，uai，uang。

c、声调码：

用1，2，3，4，分别代表拼音中具有第一组声母即c(ch)，j，z(zh)，w，h，f，d，y，s(sh)，g的汉字的阴平、阳平、上声、去声四个声调。

用5，6，7，8，分别代表拼音中具有第二组声母即n，l，q，m，x，k，b，t，r，p的汉字的阴平、阳平、上声、去声四个声调。

d、音节码：按照声母码、韵母码、声调码的先后顺序依次排列，得到一组四个数的数列，即构成四数汉字音节码，无声母以韵母开头的后面补0构成四码；不足四码的后面再补9构成四码，不需要空格输入。

大写英文字母：

用0，1，2，3，5，7，加特殊码400分别代表第一组英文字母O，I，A，E，U，V；

用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，加特殊码444分别代表第二组英文字母C，J，Z，W，H，F，D，Y，S，G；

用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，加特殊码488分别代表第三组英文字母N，L，Q，M，X，K，B，T，R，P。

编码实例：

“大”字的音节码为6 2 4 9，先声母d是6，由于是去声所以声调是4在第一组，后韵母a是2，不足四个数字补9。

“爸”字的音节码为6 2 8 9，先声母b是6，由于是去声所以声调是8在第二组，后韵母a是2，不足四个数字补9。

“两”字的音节码为1 1 9 7，先声母L是1，由于是上声所以声调是7在第二组，后韵母iang是19。

“讲”字的音节码为1 1 9 3，先声母j是1，由于是上声所以声调是3在第一组，后韵母iang是19。

“二”字的音节码为3 8 4 0，先声母e是3，由于是去声所以声调是4在第一组而且是元音补0，后韵母r是8。

“啊”字的音节码为2 1 0 9，先声母a是2，由于是阴平所以声调是1在第一组而且是元音补0，不足四码补9，后韵母无。

“穷”字的音节码为2 0 8 6，先声母q是2，由于是阳平所以声调是6在第二组而且后韵母iong同ong是08。

本方法编码方法的有益效果是，兼有了传统双拼输入法输入单字击键少以及全拼输入法可以简拼或混拼的优点，而且只用数字键盘，四个数字为一码，有声调而无重复码，提高了输入效率。

用于输入四数汉字音节码的数字键盘：

如图1所示，它包括表面上分别标有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9的十个数字键，各数所代表的第一组声母、第二组声母、单韵母、复合韵母、声调符号和两个该数的组合所代表的韵母分别标于该数字键的左上角、右上角、左下角、右下角、数字的上方和数字的右下方。

在数字键数字的右下方的字母或数字需要双击键，键入00代表un也代表第一组大写英文字母的特殊码的后两个数，键入11代表in，键入22代表an，键入33代表en，键入44代表第二组大写英文字母的特殊码的后两个数，键入88代表第三组大写英文字母的特殊码的后两个数，键入55代表ü，在数字键4左下角的4代表是英文字母大写的特殊码的第一个数，例如n的英文字母大写应键入0 4 8 8，c的英文字母大写应键入0 4 4 4，a的英文字母大写应键入2 4 0 0，z的英文字母大写应键入2 4 4 4，q的英文字母大写应键入2 4 8 8，v的英文字母大写应键入7 4 0 0，y的英文字母大写应键入7 4 4 4，t的英文字母大写应键入7 48 8，在韵母前的“*”号代表有多组合，如*ang可键入19即iang，也可键入59即uang，键盘上设有两个数字键“0”为了打字时方便。键盘上设有两个标有“#”的播放语音键。键盘上设有一个标有“<<”的删除键。

具体操作实例：

用数字键盘打出声音Y

7084 8549 2149 1164 9226 6239 0519 8381 7111 7444

连续键入以上数字后按标有“#”的播放语音键就可播放语音。如输入的数字有误或输入完单个语音有误可按标有“<<”的删除键删除，播放完整句语音后按标有“<<”的删除键可删除整个句子的语音，经简单学习可“见数字想编码”。

附助说明：四数汉字音节码发明方案中，汉字的编码有一千一百多个，在数字键盘上不可能按本设计标示出具体每键代表的拼音代码，我们也不可能记忆一千多个数字编码，五笔字型打字输入法需记忆字根，本方案也有类似方法，但用的是象形记忆方法。

使用数字键盘输入四数汉字音节码直接发出语音的语音发声装置，如图2、图3所示，它包括用于录入和输出四数汉字音节码的语音录放电路，用于输入四数汉字音节码的数字键盘，对数字键盘输入的四数汉字音节码进行处理、控制语音录放电路发出相应的汉字音节并控制显示所输入汉字的单片机，对语音录放电路发出的汉字音节进行功率放大的功放电路和输出汉字语音的扬声器，语音录放电路与单片机和功放电路分别相连，功放电路与扬声器相连，数字键盘与单片机相连。

它还包括用于显示所输入四数汉字音节码代表的汉字的液晶显示器和电源电路，液晶显示器与单片机相连，电源电路与语音录放电路、单片机、功放电路和液晶显示器分别相连。

如图3所示，单片机包括有U1单片机集成电路AT 89C52，单片机为8031内核，8K可反复擦写的程序存储器，32条I/O口，5V工作，也可用其它兼容型号的单片机替代。

语音录放电路包括有U2语音录放音集成电路ISD4004。

功放电路包括有U3音频功放集成电路LM386，它为功率放大器，0，5W驱动小喇叭。

液晶显示器包括有U4中文液晶显示模块JX-12232F，显示输入的数字和语音信息。

数字键盘为U5市售成品清华紫光数字键盘，七根引线重新焊接。

扬声器为YS，8欧，0.5瓦小喇叭，发声的作用。

STOP，按键，按“STOP”键为复位。

LED1，红色发光二极管，给isd4004集成电路供给电能，并起到降压到3v的作用，因isd4004需要3v供电电源。

XT1，12M晶体振荡器，AT89C52单片机用时钟振荡器。

C1，22uf 16V电容，AT89C52单片机复位用电容器。

C2，4.7uf 16V电容，LM386功放集成电路输入隔直电容器。

C3，220uf 16V电容，LM386功放集成电路输出隔直电容器。

C4，1uf 16V电容，ISD4004录音时自动静噪电容器。

C5，30pf瓷片电容，AT89C52单片机用时钟振荡器抗干扰电容器。

C6，30pf瓷片电容，AT89C52单片机用时钟振荡器抗干扰电容器。

C7，220uf 25V电容，电源滤波电容，稳定电压作用。

R1，4.7K电阻，AT89C52单片机片内存储器选择接高电平。

R2，8.2K电阻，AT89C52单片机复位用放电电阻。

R3，4.7K可调电阻，音频功放集成电路LM386发声音量调节电位器。R4，10K可调电阻，JX-12232F中文液晶显示模块对比度调节电位器。

四数汉字音节码代表内存的地址码，可直接调用语音音节，在内存中可看到对应的音节码内容，即编码直接对应语音音节地址，而非利用语音数据库解码，也可理解为直接语音数据库解码.这样有利于更改语音提示内容，可灵活适应语音提示的各种应用场合。

在图3中，由U5数字数字键盘输入四个发音码数字(如6249“大”字的发音码)后由U1AT89C52单片机里的程序进行解码后在U2 ISD4004语音录放集成电路中找出相对应的“大”字的发音经过YS 8欧内阻小喇叭播放出“大”字的声音。连续输入(大家好)的三个字的发音吗后按U5数字键盘中的(#)键就可在YS 8欧内阻小喇叭中播放出(大家好)三个字的语音来。按U5数字键盘中的(<<)键就可以删除输入错误的音节码。

U2是ISD4004语音录放集成电路，(ISD4004系列集成电路工作电压3V，单片录放时间8至16分钟，音质好，适用于移动电话及其他便携式电子产品中。芯片采用CMOS技术，内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制，操作命令可通过串行通信接口(SPI或Microwire)送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率可为4，0，5，3，6，4，8，0kHz，频率越低，录放时间越长，而音质则有所下降，片内信息存于闪烁存贮器中，可在断电情况下保存100年(典型值)，本电路选择isd4004为八分钟可分2400段的isd4004-8型的语音录放集成电路)。

引脚描述：

电源：(VCCA，VCCD)为使噪声最小，芯片的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封装的不同管脚上，模拟和数字电源端最好分别走线，尽可能在靠近供电端处相连，而去耦电容应尽量靠近器件。

地线：(VSSA，VSSD)芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线。

音频输出(AUD OUT)提供音频输出，可驱动5KΩ的负载。

片选(SS)此端为低，即向该ISD4004芯片发送指令，两条指令之间为高电平。

串行输入(MOSI)此端为串行输入端，主控制器应在串行时钟上升沿之前半个周期将数据放到本端，供ISD输入。

串行输出(MISO)ISD的串行输出端。ISD未选中时，本端呈高阻态。

自动静噪(AMCAP)当录音信号电平下降到内部设定的某一阈值以下时，自动静噪功能使信号衰弱，这样有助于养活无信号(静音)时的噪声。通常本端对地接1uF的电容，构成内部信号电平峰值检测电路的一部分。检出的峰值电平与内部设定的阈值作比较，决定自动静噪功能的翻转点。大信号时，自动静噪电路不衰减，静音时衰减6dB。1uF的电容也影响自动静噪电路对信号幅度的响应速度。本端接VCCA则禁止自动静噪。

外部时钟(XCLK)本端内部有下拉元件。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校，误差在+1％内。商业级芯片在整个温度和电压范围内，频率变化在+2.25％内。工业级芯片在整个温度和电压范围内，频率变化在-6/+4％内，此时建议使用稳压电源。若要求更高精度，可从本端输入外部时钟(如前表所列)。由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定，故上述推荐的时钟频率不应改变。输入时钟的占空比无关紧要，因内部首先进行了分频。在不外接地时钟时，此端必须接地。

串行时钟(SCLK)ISD的时钟输入端，由主控制器产生，用于同步MOSI和MISO的数据传输。数据在SCLK上升沿锁存到ISD，在下降沿移出ISD。

中断(INT)本端为漏极开路输出。ISD在任何操作(包括快进)中检测到EOM或OVF时，本端变低并保持。中断状态在下一个SPI周期开始时清除。中断状态也可用RINT指令读取。OVF标志----指示ISD的录、放操作已到达存储器的未尾。EOM标志----只在放音中检测到内部的EOM标志时，此状态位才置1。

12232F是一种内置8192个16*16点汉字库和128个16*8点ASCII字符集图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及128×32全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示7.5×2个(16×16点阵)汉字，与外部CPU接口采用并行或串行方式控制。

主要技术参数和性能：

1)，电源：VDD：+3，0～+5.5V。(电源低于4.0伏LED背光需另外供电)

2)，显示内容：122(列)×32(行)点。

3)，全屏幕点阵。

4)，2M ROM(CGROM)总共提供8192个汉字(16×16点阵)。

5)，16K ROM(HCGROM)总共提供128个字符(16×8点阵)。

6)，2MHZ频率。

7)，工作温度：0℃～+60℃，存储温度：-20℃～+70℃

串口接口管脚信号

表1

管脚号	名称	LEVER	功能
				1	GND	0V	电源地
2	VCC	+5V	电源正(3.0V～5.5V)
				3	Vlcd	-	对比度调整
4	CLK	H/L	串行同步时钟：上升沿时读取SID数据
				5	SID	H/L	串行数据输入端
6	CS	H/L	模组片选端，高电平有效

Claims (10)

1.四数汉字音节码编码方法，其特征是它包括声母码、韵母码和声调码，编码方法如下：

a、声母码：将汉语拼音中的二十三个声母分成两组，每组十个，平卷舌视为一个，用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数中的每个数分别代表第一组中的一个声母和第二组中的一个声母；

b、韵母码：用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数中的一部分单个数或两个数的组合分别代表汉语拼音的单韵母和复合韵母；

c、声调码：用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数中的四个数分别代表拼音中具有第一组声母的汉字的阴平、阳平、上声和去声四个声调，用另四个数分别代表拼音中具有第二组声母的汉字的阴平、阳平、上声和去声四个声调；

d、音节码：按照声母码、韵母码、声调码的先后顺序依次排列，得到一组四个数的数列，即构成四数汉字音节码，无声母以韵母开头的音节码后面补代表声调码的八个数之外的一个数构成四码，不足四个码的后面再补代表声调码的八个数之外的另一个数构成四码。

2.如权利要求1所述的四数汉字音节码编码方法，其特征在于用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数中的每个数后面加上由三个数构成的不同的特殊码分别代表大写英文字母。

3.用于输入权利要求1所述的四数汉字音节码的数字键盘，其特征是它包括表面上分别标有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9的十个数字键，各数字键上分别标有该数所代表的第一组声母、第二组声母、单韵母、复合韵母、声调符号和两个该数的组合所代表的韵母。

4.如权利要求3所述的数字键盘，其特征在于数字键盘上还设有标有“<<”的删除键和标有“#”的播放语音键。

5.使用权利要求3所述的数字键盘输入权利要求1所述的四数汉字音节码直接发出语音的语音发声装置，其特征在于：它包括用于录入和输出权利要求1所述的四数汉字音节码的语音录放电路，权利要求3所述用于输入四数汉字音节码的数字键盘，对数字键盘输入的四数汉字音节码进行处理、控制语音录放电路发出相应的汉字音节并控制显示所输入汉字的单片机，对语音录放电路发出的汉字音节进行功率放大的功放电路和输出汉字语音的扬声器，语音录放电路与单片机和功放电路分别相连，功放电路与扬声器相连，数字键盘与单片机相连。

6.如权利要求5所述的语音发声装置，其特征在于它还包括用于显示所输入四数汉字音节码代表的汉字的液晶显示器和电源电路，液晶显示器与单片机相连，电源电路与语音录放电路、单片机、功放电路和液晶显示器分别相连。

7.如权利要求5所述的语音发声装置，其特征在于所述单片机包括有单片机集成电路AT 89C52。

8.如权利要求5所述的语音发声装置，其特征在于所述语音录放电路包括有语音录放音集成电路ISD4004。

9.如权利要求5所述的语音发声装置，其特征在于所述功放电路包括有音频功放集成电路LM386。

10.如权利要求5所述的语音发声装置，其特征在于所述液晶显示器包括有中文液晶显示模块JX-12232F。

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