CN107424605A - 一种基于x86和arm芯片的便携式多路并行智能语音识别一体机 - Google Patents
一种基于x86和arm芯片的便携式多路并行智能语音识别一体机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于X86和ARM芯片的便携式多路并行智能语音识别一体机，包括电源管理模块、语音输入输出模块、语音控制模块、语音识别主处理模块、显示模块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块。该一体机，采用专业的多路音频采集模块进行语音输入，抗干扰能力强，支持多路同步语音输入转换识别；便携性能强大，重量轻，无需固定安装，只需依据现场需要随时携带，快速部署能力强大，适用于越来越多的移动应用场景；系统扩展性超强，其中所有模块都可以很方便的进行硬件升级，产品生命周期长；增加了数据存储及冗余备份模块，数据安全性高，保密性强；系统可靠性高，散热能力强。
Description
技术领域
本发明属于计算机技术领域，具体涉及一种基于X86和ARM芯片的便携式多路并行智能语音识别一体机。
背景技术
随着信息科技的飞速发展，智能语音识别、语音合成、语音编码等技术已经越来越成熟，并且在各行业得到了实际应用，极大的方便了人们的生产和生活，提高了工作效率。而且随着移动互联网技术的发展，手机上网速度越来越快，这也给语音识别技术的发展和应用带来了新的平台。
随着硬件设备越来越廉价以及云计算技术的出现，也大大的推动了语音识别的研究和应用。在技术应用方面，语音识别的应用主要有三种模式：(1)“单机模式”，即一台IT设备安装一套语音识别软件。利用设备本身的运算、存储资源，以软件模块方式实现，这种模式主要应用于工控机、PC机或笔记本电脑、手机上；(2)“嵌入式模式”，属于软硬件一体解决方案，通过以嵌入式语音识别模块芯片(如ARM芯片)为核心的硬件单元实现语音识别功能，采用嵌入式操作系统来实现统一的任务调度和外围设备管理，这种模式主要应用于智能机器人、智能家居和消费电子产品等多个领域；(3)“云模式”，即设备上仅仅保留识别的前端，真正的识别解码放置到云端服务器。这样做的好处是，云端服务器可以随时学习并更新语言及声学模型(深度置信神经网络)，同时用户无需保留非常大的各种模型，也获得了实惠和方便，其中最出名的莫过于苹果iPhone手机的Siri语音助手和Google的语音搜索系统。这种模式主要应用于智能手机和车载设备。
以上现有的同类技术存在的问题：(1)“单机模式”主要通过普通麦克风输入语音信号，声卡采集后利用设备本身的运算资源进行处理，这种方法的优点是成本低，操作简单，运算速度和内存容量有一定保障，软件升级方便，但是缺点也很明显：不支持多路同步输入和抗干扰能力差；(2)“嵌入式模式”主要通过普通麦克风输入语音信号，声卡采集后利用设备本身的运算资源进行处理，这种方法的优点是体积小、功耗低、可靠性高、安装灵活、稳定性好，但是缺点也很明显：开发周期较长，研发成本高，不支持多路同步输入，扩展性差，只能使用专用硬件处理芯片，并且不能进行硬件升级；(3)“云模式”主要通过前端设备(如手机)输入语音信号，所有的识别解码都由云端服务器来处理，这样做的好处是，云端服务器可以随时学习并更新语言及声学模型(通过深度置信神经网络)，语音识别准确率高，用户使用方便，但是缺点也很明显：识别速度慢，在单个设备上不支持多路同步输入，设备必须联网。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于X86和ARM芯片的便携式多路并行智能语音识别一体机，采用X86和ARM芯片作为核心处理器，采用专业的多路音频采集模块进行语音录入，采用云分布式软件技术实现智能语音识别功能，经过合理的软硬件设计，该系统可以很好地实现对输入语音信号的接收、识别和判断及转换和其他产品相比支持多路同步输入、抗干扰能力强、硬件升级和扩展性强、兼容性强、对网络依赖性弱、便携性超强，具有很高的推广价值。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种基于X86和ARM芯片的便携式多路并行智能语音识别一体机，包括电源管理模块、语音输入输出模块、语音控制模块、语音识别主处理模块、显示模块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块，其中，电源管理模块分别与语音输入输出模块、语音识别主处理模块、显示模块连接；语音输入输出模块分别与语音控制模块、电源管理模块连接；语音控制模块分别与语音输入输出模块、语音识别主处理模块连接；语音识别主处理模块分别与电源管理模块、显示模块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块连接。
进一步地，电源管理模块包括电源、开关面板、显示屏电源、声卡电源；语音输入输出模块包括音频输入输出接口，输入输出数字接口、声卡；语音控制模块包括控制面板；语音识别主处理模块包括主板、内存、CPU；显示模块包括显示屏；键盘模块包括集成键盘、触摸板；数据存储及冗余备份模块包括硬盘；通信模块包括网卡；系统散热模块包括水冷散热器、风扇。
上述一体机，包括一体机本体，一体机本体顶部安装有可翻折的液晶显示屏；一体机本体正面设有与液晶显示屏固定的扣子用以固定液晶显示屏，正面还设有两个固定模块，分别与便携式把手连接便于携带；液晶显示屏下部、一体机本体顶部设有键盘、触摸板、开关和语音控制面板；一体机本体底部设有安放底座；一体机本体左右两侧各有两个散热孔，利于一体机散热，其中左侧设有两个USB接口用以外接鼠标键盘、两个网络接口用以连接网络；一体机本体后面设有语音输入输出外接口及电源插口；一体机本体内部安装有主板芯片，主板芯片上设有硬件电路，硬件电路包括电源管理模块、语音输入输出模块、语音控制模块、语音识别主处理模块、显示模块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块；语音识别主处理模块与电源管理模块、显示模块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块连接，且位于语音输入输出模块底部；电源管理模块供一体机供电；语音输入输出模块采集输入和输出音频信息；语音控制模块控制音频识别效果；语音识别主处理模块处理音频信息；显示模块显示正在接收或已接收的音频信息；键盘模块操作控制显示在显示屏中的音频数据；数据存储及冗余备份模块储存数据；系统散热模块散热作用提高系统稳定性及可持续工作时间。
该一体机工作原理为：语音信息通过语音输入输出模块进行声音的采集，并通过语音控制模块过滤干扰信号，提取人说话的最佳语音特征，控制音频识别效果，然后进入语音主处理模块对语音进行处理，并在显示模块中进行显示，通过键盘模块进行操作，把数据储存在数据存储及冗余备份模块中，当需要时，可从数据存储及冗余备份模块中提取数据，并通过语音输入输出模块进行播放。
上述一体机中，支持多路语音同时识别，最大支持8路模拟输入和10路数字输入，有18进20出音频接口，包含8路XLR/TRS混合输入话放且均带幻相供电，1、2通道可切换为高阻输入连接及10dB衰减开关。24BIT、192kHzAD/DA转换器带来极高的动态范围，另外有一个ADAT数字输入/输出接口可传输8路数字音频，还有S/PDIF输入和输出数字接口，双独立的耳机输出，独立的监听输出带衰减和静音按钮；英特尔至强芯片结合配套的阿里云分布式软件技术，软硬件结合；采用X86和ARM芯片作为核心处理器，性能强大；既可使用联网“云模式”又可使用无网络的“单机模式”，不依赖网络；体积小、便携性超强，可随时随地快速部署，适用更多场景；所有模块可升级扩展性强，维护方便；软件兼容性强，支持主流操作系统如WINDOWS,LINUX、MAC；数据存储及冗余备份，保密性强，数据更安全；散热模块采用水冷散热器和风扇，散热系统强大，可7*24小时持续工作，并且功耗低。
本系统硬件由显示屏、控制面板、音频输入输出接口、通信板、主处理模块、电源、硬盘、散热器等组成。其主要功能是实现语音输入的同时，实现实时观察、控制、存储的作用。软件兼容性强，支持主流操作系统如WINDOWS,LINUX、MAC，方便操作者操作。阵列保护，是数据更安全，保密性强大。
本系统突破了以往单路语音输入的限制，抗干扰能力差的问题，实现了多路同步输出，增强系统抗干扰能力。由于采用了主流操作系统和阵列保护，增加了对数据的保护措施，使得系统工作更加稳定，所得到的数据较为安全，保密性强大，同时能实现对语音数据的实时记录，这有利于对语音数据的研究。使用常用的X86和ARM芯片，大大增强了系统的兼容性及可扩展性。该系统既可使用联网“云模式”又可使用无网络的“单机模式”。可见该系统具有广大的应用前景。
该系统具有以下功能：(1)可以使用常用的X86和ARM芯片，兼容性强大，限制性小；(2)系统扩展性强，其中所有模块都可以很方便的进行硬件升级；(3)采用专业的多路音频采集模块进行语音输入，抗干扰能力强，极大的提高了语音输入质量，且支持多路同步语音输入采集；(4)增加了数据存储及备份模块，数据安全性高，保密性强；(5)使用X86和ARM芯片，对多路语音信号的同步识别转换处理能力超强；(6)系统可靠性高，可持续7*24工作。(7)便携性强大，集成显示屏和键鼠，体积小，重量轻，方便携带，无需固定安装，只需依据现场需要随时携带，快速部署能力强大，适用于越来越多的移动应用场景；(8)不依赖网络，既可使用联网“云模式”又可使用无网络的“单机模式”。以上功能解决了现有同类技术存在的不支持多路同步输入、抗干扰能力差、硬件升级和扩展性差、兼容性差、开发周期较长，研发成本高、对网络依赖性强、便携性弱等缺点。
该发明的有益效果在于：该一体机，采用专业的多路音频采集模块进行语音输入，抗干扰能力强，支持多路同步语音输入转换识别；便携性能强大，优秀的工业结构设计实现了将电源管理模块、语音输入输出模块、语音控制模块、语音识别主处理模块、显示模块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块集成到一台体积小巧的一体机上，重量轻，无需固定安装，只需依据现场需要随时携带，快速部署能力强大，适用于越来越多的移动应用场景；主处理模块可采用X86或ARM芯片作为核心处理器，语音转换处理性能强大，而且对软件兼容性强，可支持主流操作系统如WINDOWS,LINUX、MAC；系统扩展性超强，其中所有模块都可以很方便的进行硬件升级，产品生命周期长；增加了数据存储及冗余备份模块，数据安全性高，保密性强；系统可靠性高，散热能力强，系统散热模块可保证系统可持续7*24工作。
附图说明
图1是本发明实施例中所使用系统模块框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
如图1所示的基于X86和ARM芯片的便携式多路并行智能语音识别一体机，包括电源管理模块、语音输入输出模块、语音控制模块、语音识别主处理模块、显示模块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块，其中，电源管理模块分别与语音输入输出模块、语音识别主处理模块、显示模块连接；语音输入输出模块分别与语音控制模块、电源管理模块连接；语音控制模块分别与语音输入输出模块、语音识别主处理模块连接；语音识别主处理模块分别与电源管理模块、显示模块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块连接。
电源管理模块包括电源、开关面板、显示屏电源、声卡电源；语音输入输出模块包括音频输入输出接口，输入输出数字接口、声卡；语音控制模块包括控制面板；语音识别主处理模块包括主板、内存、CPU；显示模块包括显示屏；键盘模块包括集成键盘、触摸板；数据存储及冗余备份模块包括硬盘；通信模块包括网卡；系统散热模块包括水冷散热器、风扇。
上述一体机，包括一体机本体，一体机本体顶部安装有可翻折的液晶显示屏；一体机本体正面设有与液晶显示屏固定的扣子用以固定液晶显示屏，正面还设有两个固定模块，分别与便携式把手连接便于携带；液晶显示屏下部、一体机本体顶部设有键盘、触摸板、开关和语音控制面板；一体机本体底部设有安放底座；一体机本体左右两侧各有两个散热孔，利于一体机散热，其中左侧设有两个USB接口用以外接鼠标键盘、两个网络接口用以连接网络；一体机本体后面设有语音输入输出外接口及电源插口；一体机本体内部安装有主板芯片，主板芯片上设有硬件电路，硬件电路包括电源管理模块、语音输入输出模块、语音控制模块、语音识别主处理模块、显示模块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块；语音识别主处理模块与电源管理模块、显示模块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块连接，且位于语音输入输出模块底部；电源管理模块供一体机供电；语音输入输出模块采集输入和输出音频信息；语音控制模块控制音频识别效果；语音识别主处理模块处理音频信息；显示模块显示正在接收或已接收的音频信息；键盘模块操作控制显示在显示屏中的音频数据；数据存储及冗余备份模块储存数据；系统散热模块散热作用提高系统稳定性及可持续工作时间。
该一体机工作原理为：语音信息通过语音输入输出模块进行声音的采集，并通过语音控制模块过滤干扰信号，提取人说话的最佳语音特征，控制音频识别效果，然后进入语音主处理模块对语音进行处理，并在显示模块中进行显示，通过键盘模块进行操作，把数据储存在数据存储及冗余备份模块中，当需要时，可从数据存储及冗余备份模块中提取数据，并通过语音输入输出模块进行播放。
上述一体机中，支持多路语音同时识别，最大支持8路模拟输入和10路数字输入，有18进20出音频接口，包含8路XLR/TRS混合输入话放且均带幻相供电，1、2通道可切换为高阻输入连接及10dB衰减开关。24BIT、192kHzAD/DA转换器带来极高的动态范围，另外有一个ADAT数字输入/输出接口可传输8路数字音频，还有S/PDIF输入和输出数字接口，双独立的耳机输出，独立的监听输出带衰减和静音按钮；英特尔至强芯片结合配套的阿里云分布式软件技术，软硬件结合；采用X86和ARM芯片作为核心处理器，性能强大；既可使用联网“云模式”又可使用无网络的“单机模式”，不依赖网络；体积小、便携性超强，可随时随地快速部署，适用更多场景；所有模块可升级扩展性强，维护方便；软件兼容性强，支持主流操作系统如WINDOWS,LINUX、MAC；数据存储及冗余备份，保密性强，数据更安全；散热模块采用水冷散热器和风扇，散热系统强大，可7*24小时持续工作，并且功耗低。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于 X86 和 ARM 芯片的便携式多路并行智能语音识别一体机，其特征在于：
包括电源管理模块、语音输入输出模块、语音控制模块、语音识别主处理模块、显示模
块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块，其中，电源管理
模块分别与语音输入输出模块、语音识别主处理模块、显示模块连接；语音输入输出模
块分别与语音控制模块、电源管理模块连接；语音控制模块分别与语音输入输出模块、
语音识别主处理模块连接；语音识别主处理模块分别与电源管理模块、显示模块、键盘
模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块连接。
2.根据权利要求 1 所述的基于 X86 和 ARM 芯片的便携式多路并行智能语音识别一
体机，其特征在于：所述电源管理模块包括电源、开关面板、显示屏电源、声卡电源；
语音输入输出模块包括音频输入输出接口，输入输出数字接口、声卡；语音控制模块包
括控制面板；语音识别主处理模块包括主板、内存、CPU；显示模块包括显示屏；键盘
模块包括集成键盘、触摸板；数据存储及冗余备份模块包括硬盘；通信模块包括网卡；
系统散热模块包括水冷散热器、风扇。
3.根据权利要求 1 所述的基于 X86 和 ARM 芯片的便携式多路并行智能语音识别一
体机，其特征在于：所述一体机，包括一体机本体，一体机本体顶部安装有可翻折的液
晶显示屏；一体机本体正面设有与液晶显示屏固定的扣子用以固定液晶显示屏，正面还
设有两个固定模块，分别与便携式把手连接便于携带；液晶显示屏下部、一体机本体顶
部设有键盘、触摸板、开关和语音控制面板；一体机本体底部设有安放底座；一体机本
体左右两侧各有两个散热孔，利于一体机散热，其中左侧设有两个 USB 接口用以外接鼠
标键盘、两个网络接口用以连接网络；一体机本体后面设有语音输入输出外接口及电源
插口；一体机本体内部安装有主板芯片，主板芯片上设有硬件电路，硬件电路包括电源
管理模块、语音输入输出模块、语音控制模块、语音识别主处理模块、显示模块、键盘
模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模块；语音识别主处理模块与电
源管理模块、显示模块、键盘模块、数据存储及冗余备份模块、通信模块、系统散热模
块连接，且位于语音输入输出模块底部；电源管理模块供一体机供电；语音输入输出模
块采集输入和输出音频信息；语音控制模块控制音频识别效果；语音识别主处理模块处
理音频信息；显示模块显示正在接收或已接收的音频信息；键盘模块操作控制显示在显
示屏中的音频数据；数据存储及冗余备份模块储存数据；系统散热模块散热作用提高系
统稳定性及可持续工作时间。
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|---|---|---|---|
| CN201710145796.3A CN107424605A (zh) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | 一种基于x86和arm芯片的便携式多路并行智能语音识别一体机 |
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- 2017-03-13 CN CN201710145796.3A patent/CN107424605A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171201 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |