CN102512814B

CN102512814B - 一种基于语音识别的智能电子记分牌

Info

Publication number: CN102512814B
Application number: CN201110409974.1A
Authority: CN
Inventors: 白宗文; 周美丽
Original assignee: Yanan University
Current assignee: Yanan University
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: CN102512814A

Abstract

本发明公开了基于语音识别的智能电子记分牌，包括话筒、控制器、驱动电路、LED显示电路和接口电路、电源电路。裁判员根据现场比赛情况，在话筒前宣布当前比分，话筒将裁判员信号传送到控制器进行识别，识别出裁判员的语音内容，将比分通过LED显示电路显示出来，驱动电路用于驱动LED显示电路，保护电路用于实现LED显示电路的过流保护。本发明采用语音识别技术和LED显示技术，实现乒乓球、羽毛球等实时计分和显示、保存、根据比赛规则，系统有程序自动判断何时需要交换场地，当运动员交换场地时，自动交换左右比分；并且根据比赛规则，当赛完一局的时候，自动累计大局比分、进行历史查询等功能。

Description

一种基于语音识别的智能电子记分牌

技术领域

本发明涉及一种基于语音识别的智能电子记分牌，属于电子技术领域。

背景技术

当前在乒乓球、羽毛球比赛当中主要采用传统的机械式记分牌，由于要逐页翻开，存在操作不灵活，容易误操作等问题，此外，由于机械式记分牌显示亮度不可调节，当观众席距离较远，很难清楚看见实时比分。本设计采用语音识别技术，裁判员通过无线话筒将语音信号发送到处理系统，避免了人工翻计分薄引起的误操作，同时局间比分可以实时显示，不需要人工操作。另外，采用LED显示技术，可以调节显示亮度，可满足不同距离的观众的需求。

发明内容

本发明针对现有技术的不足提供一种基于语音识别的智能电子记分牌。

一种基于语音识别的智能电子记分牌，包括话筒、控制器、驱动电路、LED显示电路和接口电路、电源电路；裁判员根据现场比赛情况，在话筒前宣布当前比分，话筒将裁判员信号传送到控制器进行识别，识别出裁判员的语音内容，将比分通过LED显示电路显示出来，驱动电路用于驱动LED显示电路，保护电路用于实现LED显示电路的过流保护。

所述的智能电子记分牌，所述控制器为SPCE061A单片机。

所述的智能电子记分牌，所述SPCE061A单片机包括语音处理模块，每次使用时，首先进行训练，在训练阶段，语音处理模块对裁判员的语音信息进行采集，利用MIC和AGC电路以及ADC电路进行预处理，将连续的语音信号变成数字信号，接着利用线性预测分析法算法从中提取出语音特征信息，形成特征信息模型，并将其存储在单片机内部指定的存储单元；在识别阶段，语音处理模块对裁判员的语音信息进行采集，利用MIC和AGC电路以及ADC电路进行预处理，将连续的语音信号变成数字信号，接着利用线性预测分析法算法从中提取出语音特征信息，形成特征信息模型，然后将这个特征信息模型与已有的特征模型进行比对，如果二者达到一定的匹配度，则输入的语音被识别，判断当前得分，并送至LED显示单元实时显示当前裁判员宣布的得分情况。

本发明主要采用语音识别技术，裁判员可以根据现场比赛情况，直接宣布当前比分，本装置识别裁判员的语音内容，直接将比分通过LED数码管显示出来。当打满一局，本装置可以根据竞赛规则，自动显示局间比分。当需要交换场地时，自动调换显示位置和比分次序。完全避免了手工操作。此外，还可以保存历史比分，并且可以通过串口和计算机通信，将数据用于计算机存储和处理。

本发明采用语音识别技术和LED显示技术，实现乒乓球、羽毛球等实时计分和显示、保存、根据比赛规则，系统有程序自动判断何时需要交换场地，当运动员交换场地时，自动交换左右比分；并且根据比赛规则，当赛完一局的时候，自动累计大局比分、进行历史查询等功能。

附图说明

图1为本发明智能电子记分牌的原理框图；

图2为LED显示电路的驱动电路；

图3为LED显示电路的保护电路；

图4为本发明语音模块的工作流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

参考图1，基于语音识别的智能电子记分牌包括话筒、控制器、驱动电路、LED显示电路和接口电路、电源电路。裁判员根据现场比赛情况，在话筒前宣布当前比分，话筒将裁判员信号传送到控制器进行识别，识别出裁判员的语音内容，将比分通过LED显示电路显示出来，驱动电路用于驱动LED显示电路，保护电路用于实现LED显示电路的过流保护。当打满一局，本装置可以根据竞赛规则，自动显示局间比分。当需要交换场地时，自动调换显示位置和比分次序。完全避免了手工操作。此外，还可以保存历史比分，并且可以通过串口和计算机通信，将数据用于计算机存储和处理。

驱动电路如图2所示，采用动态扫描LED驱动电路，利用人眼的特性，分时进行LED数码管驱动，人眼感受的是有效亮度的平均值。其优点是驱动芯片少，电路简单，成本低。由英寸高亮红色共阳数码管(N1～N4)组成，主控单片机为凌阳公司的spa061A单片机。主控单片机通过数码管驱动电路在大尺寸数码管上以一定时长实时显示当前比分和局间比分等信息。

如果驱动电路有故障，长时间将大电流加在数码管上，将导致数码管烧伤、亮度严重衰减、寿命缩短、甚至损坏，因此要加必要的保护电路，如图3所示。在上述驱动扩充电路中，如果段驱动电路ULN2803损坏，只会出现显示混乱现象，对大尺寸数码管不造成伤害；如果字驱动达林顿管TIP127断路，只是相应位的数码管不显示，也无伤害；如果74LS07某位断路，TIP127不会导通，数码管也不会长时间过流。如果字驱动达林顿管TIP127短路或者74LS07的某位对地短路，相应位的大尺寸数码管将一直得电，造成数码管长时间过流损伤，因此必须避免这种情况发生。在扫描空隙时，检测数码管的阳极电压，就能发现这种故障。在每个大尺寸数码管的阳极进行驱动电压取样，任一时刻只有1个数码管的字驱动被扫描选中，即TIP127导通。取样电压约为数码管的供电电压(这里是12V)，未选中的为0V(TIP127截止后的漏电流极小，相当于完全关断)。通过ULN2803进行电平转换，送入单片机的PB口检测。所有大尺寸数码管通过继电器K1的常闭触点供电，K1受控于单片机的PA0口。

语音处理主要用采用SPCE061A单片机的硬件资源，SPCE061A硬件资源包括专用MIC接口，用于实现语音录制；10位ADC和10位DAC；内置MI放大器和自动增益功能；2个16位定时/计数器；CPU时钟最高达49MHz，16位乘法器和内积运算，用于执行复杂压缩算法。

语音处理主要分为“训练”和“识别”两个阶段。原理图如图4所示，每次使用时，首先进行训练，在训练阶段，单片机对裁判员的语音信息进行采集，利用MIC和AGC电路以及ADC电路进行预处理，将连续的语音信号变成数字信号，接着利用线性预测分析法(LPC)算法从中提取出语音特征信息，形成特征信息模型，从一个或多个讲话者多次重复讲话中提取的语音参数模板，并将其存储在单片机内部指定的存储单元。在识别阶段，单片机对采集到的语音样本也进行类似的处理，提取出语音的特征信息模型，然后将这个特征信息模型与已有的特征信息模型进行比对，如果二者达到一定的匹配度，则输入的语音被识别，判断当前得分，并送至显示部件实时显示当前裁判员宣布的得分情况。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种基于语音识别的智能电子记分牌，其特征在于，包括话筒、控制器、驱动电路、LED显示电路和接口电路、电源电路；裁判员根据现场比赛情况，在话筒前宣布当前比分，话筒将裁判员信号传送到控制器进行识别，识别出裁判员的语音内容，将比分通过LED显示电路显示出来，驱动电路用于驱动LED显示电路，保护电路用于实现LED显示电路的过流保护；所述控制器为SPCE061A单片机；所述SPCE061A单片机包括语音处理模块，每次使用时，首先进行训练，在训练阶段，语音处理模块对裁判员的语音信息进行采集，利用MIC和AGC电路以及ADC电路进行预处理，将连续的语音信号变成数字信号，接着利用线性预测分析法算法从中提取出语音特征信息，形成特征信息模型，并将其存储在单片机内部指定的存储单元；在识别阶段，语音处理模块对裁判员的语音信息进行采集，利用MIC和AGC电路以及ADC电路进行预处理，将连续的语音信号变成数字信号，接着利用线性预测分析法算法从中提取出语音特征信息，形成特征信息模型，然后将这个特征信息模型与已有的特征模型进行比对，如果二者达到一定的匹配度，则输入的语音被识别，判断当前得分，并送至LED显示单元实时显示当前裁判员宣布的得分情况。