CN1121597A - 图码键自定义语音输入法及电子自呼机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于信息提示的电子自呼机及其自定义语音输入法。电子自呼机主要包括CPU主控模块及键盘、图码点亮、定时和语音模块，键盘由图形码键、语音设定键等组成。经语音截取选23个声母音及33个韵母四声音作基本语音单元，用声、韵、四声键对图码键作语音自设定输入建立图码键的自字义语音文件，再根据语音文件内容取基本语音单元语音，拼出全部汉字再通过语音芯片播放。用于存、查电话，事务购物等提示备忘及定时闹响。

Description

图码键自定义语音输入法及电子自呼机

本发明涉及一种专用计算机的输入方法及设备，更确切地说是涉及一种用于工作安排、家务备忘等的电子记事本及其对键位可自定义语音输入的方法。

在日常生活中，有许多需要及时向人们提示的常用信息，如日常工作安排备忘、家务备忘等，目前常用的该类信息备忘工具大致可分为两类，一类是采用传统的记事本、便条、小黑板等；另一类是采用拼音、笔型等输入法的电子记事卡，电子笔记本等，前一类工具不具备及时提示功能，后一类工具则学习成本高，操作难度大，由于用显示屏提示信息，当显示容量大时则价格昂贵，而显示容量小时又缺少实用价值。而传统的采用语音输出的电子记录卡，需要有1600多个基本语音单元组合拼音，存贮容量大，影响工作速度。

本发明的目的是利用由本申请人提出的采用图形码表达信息和提示常用信息的方法，设计一种图码键自定义语音输入法及其利用该方法实现的电子自呼机。

本发明的图码键自定义语音输入法的内容是：

1)按场景或职业归类建立各图形码子集，并将一图形码子集中的每个图形分配到键盘的各个键位上；取23个汉语拼音声母、33个汉语拼音韵母及四声调，并将各声母、韵母、声调分配到键盘的各个键位上；取数字、时间单位，并将各数字和各时间单位分配到键盘的各个键位上，建立自字义图码语音信息输入键盘；

2)建立至少包括“语音设定”“语音存入”的功能键盘；

3)图码键自定义语音输入，包括：

a、用分别含有所取声母音的任意一组自然单语音和用分别含有所取韵母四声音的任意一组自然单语音，将它们分别以固定的长度录入语音卡中，再用可移动的选择指针从中截取一段播放，将所截取播放的各声母音波形作为基本声母音和将所截取播放的各韵母四声音波形作为基本韵母四声音；

b、将基本声母音数据和基本韵母四声音数据按声母1音至声母23音接韵母1四声音至韵母33四声音的顺序固化在EPROM中建立基本语音单元；

c、顺序击分类操作键、图码键、语音提示该图码键的声母键、韵母键、四声键和语音存入功能键，按声母键、韵母键、四声键顺序分别存贮建立各语音单元，各语音单元顺序排列构成与图码键对应的自字义语音文件；

语音的基本结构为(声母＋韵母＋四声)，实际上四声仅是对韵母而言，因此语音的结构又可划分为(声母＋韵母四声)，任一个自然语音都可看作是声母音与韵母四声音的直读即拼音，因此有了声母音及韵母四声音就可拼出全部语音，这就使本发明的基本语音单元数目由原来的1600多个降为23＋33×4＝155个，大大降低了存贮量与成本。但是从直接所读的声母或韵母音中截取所需的声母音或韵母四声音作为基本语音效果并不好，因此要从实际的自然单语音中截取，例如“tā”(他)这个自然单语音，可从中截取“t”声母音与“ā”韵母音作为本发明的基本语音，具体截取过程是先利用语音卡录下“tā”的音，再选择其中一段播放，即从ta的语音波形中分别获得t音波形和ā音波形，然后将相应选择的部分保存起来，就是本发明的基本声母音和基本韵母四声音了，将如此截取的全部基本声母音和基本韵母四声音顺序存放固化形成基本语音单元，当需要放音时只要将相应的声母音与韵母四声音连放就可得到所需的语音。

4)播放自设定的图码语音，包括：

a)、点亮图码键；

b)、判断是已作过语音设定的图码键，则进入与该图码键对应的自定义语音文件中；

c)、顺序从自定义语音文件中取各语音单元，按各语音单元的声母键、韵母键及四声键内容从EPROM基本语音单元中找到对应的基本声母音和基本韵母四声音波形数据，并连续拷贝到待放语音暂存区中；

d)从待放语音暂存区中取出基本声母音和基本韵母四声音波形数据送语音芯片放音。

本发明的23个声母键是：b、p、m、f、d、t、n、l、g、k、h、j、q、x、zh、ch、sh、r、z、c、s、w、y。

本发明的33个韵母键是：a、ai、an、ang、ao、e、ei、en、eng、ong、o、u、i、ia、ian、iang、iao、in、ing、iou、iong、ou、uo、ua、uai、uan、uang、ü、üe、uei、uen、ueng。

本发明EPROM基本语音单元中共有155个实际使用的基本语音，可拼出中文的全部语音。

上述图码键自字义语音输入法，对任一图码键的提示语音可随时调整设定，如图码键 可设定为gōng sī(公司)，也可设定成“qùgōng si kāi huì(去公司开会)，由于放音总与用户自设定的语音一致，即使发音不标准的人也可运用自定义的语义、语音代码输入常用信息和自提示信息。

本发明利用上述方法设计的电子自呼机，主要包括CPU主控模块和与CPU主控模块连接的键盘模块、图码点亮模块、定时模块和语音模块，电子自呼机用键盘的图码语音信息输入键、分类操作键和功能键，给图码键作若干组语义语音的自设定，即直接输入自定义的若干组图形码语音，再利用图码键播放出所设定的语音作图码语音提示，同时点亮图码键，也可增加液晶显示模块用显示屏显示提示信息，和完成其他如姓名、电话号码的存八、查询和定时闹响提示等功能。

下面结合实施例附图进一步说明本发明的技术。

图1、图形码键盘示意图

图2、键盘键位点亮结构示意图

图3、电子自呼机原理框图

图4、电子自呼机主控模块实施电路图

图5、电子自呼机语音模块实施电路图

图5、电子自呼机总体设计流程图

图7、电子自呼机图码语音自设定流程图

图8、电子自呼机播放图码语音流程图

参见图1，本发明可按家务、事务或按职业(学生、主妇、经理、公关人员等)选择图码子集，图码子集可按需要进行更换。图1所示是由10×7个图形码构成的一种图码子集，其基本含义按从左至右，从上至下的顺序分别的：食用油、调味品、家禽、家畜、奶制品、土豆瓜类、蔬菜、盐、酱油醋、野味水产品、蛋、茄椒、豆制品、葱姜、辣椒蒜、海产品、熟肉、炊具、生菜菌菇、米饭、馅饼、糕点、烟酒、茶、水果、药品、面条、面包主食黄油果酱、糖、饮料、动物食品、床上用品、玩具、玻璃制品、吹风熨斗、书报、文具帽子手套、布疋、礼品、首饰化妆品、理发用品、信件、证件、鞋袜、衣服、雨具洗漱用品、针线缝纫、电话、摄影、音响、电视冰箱、箱包、卫生用品、杀虫剂、钟表照明、吸尘、计算机、修理五金工具、自行车、小轿车、钥匙、体育用品、洗衣机、灶具

图中每个图形码分配在一个键位上，每个图码除了可按其基本含义设定语音外也可按用户记事习惯自定义语音，如图码

可设定成伞，包括买伞，带伞、修伞、还伞或与伞有关的其他雨具，只要可起到自我提示作用就行。又如图码

(烟酒)，除了可提示买烟买酒外，对不爱好烟酒的人也可用来提示“有客人来”。

参见图2，电子自呼机的图形码键盘结构应可用于实现本发明随时更换图码、点亮图码键和按动键开关的要求，因此是一种图形码、发光体、开关键三位一体化的结构，包括面板1、嵌入面板1窗口中的导电橡胶2、位于导电橡胶下方的发光管3、位于导电橡胶2上方、带图形的透明软片4和位于最下方的线路板5。实施时，也可将发光管安置在键位附近，并与键位连结，可照亮软片上的图形。

参见图3，实施例电子自呼机由主控模块301、键盘模块302、图码点亮模块303、特殊功能提示模块304，开关与接线模块305、字符型液晶显示模块306、定时模块307、语音模块308和供电模块309组成。

其中键盘模块302采用通用的键盘控制技术，以扫描方式工作，实施时可由计数器、与计数器低位输出端连接的列译码器、与计数器高位输出端连接的行数据选择器、与计数器输出端连接的数据锁存器及按行、列矩阵排列的键盘开关组成。有击键时，由数据锁存器锁存键码值，产生中断信号通知主控模块CPU读键码值，再对计数器清零重新作扫描。

图码点亮模块303用于点亮图码键处的发光二极管，由数据锁存器、译码器、数据选择器及一组发光二极管组成。击键后，按收键码值，经选择器选通后驱动相应的发光二极管点亮，由于可能同时点亮几个图码键，为节省硬件成本和降低功耗，可采用分时点亮的方法。

特殊功能提示模块304，电子自呼机设计有8种特殊功能，包括事务、电话、购物、未定时、静音、语音设定和闹响提示等。提示模块由数据锁存器和发光二极管组成，发光二极管可安置在各功能键位处，也可独立设置在自呼机面板的其他区域。实施时，可在显示屏上显示特殊功能提示符。

开关与接线模块305包括人机接口的开关、音量及亮度调节电路及自呼机电路主要模块间的连线接口。

字符型液晶显示模块306选用2行16字符液晶模块。

定时模块307，可根据要求进行定时，并在定时到后产生INT—TIME信号，触发主控模块CPU进行相关的处理，由定时芯片和振荡电路组成，定时芯片可采用定时时钟/日历芯片MC146818，可产生秒、分、时、日、月等时标，程序通过读写获得或修改这些时标，并能通过编程任意设定间隔不超过1天的中断申请。本电子自呼机利用上述功能设置，读出时间和定时。

语音模块308，用于将主控模块CPU送出的语音数据转换成语音波形输出，再放大驱动扬声器发音。

参见图4，由CPUU1(8031)数据锁存器U2(74HC373)、EPROM存贮器U3(27010)、RAMU4(62256)组成电子自呼机运行的最内层单元，译码器U7、U8A(74HC138、74HC139)及与门U5：C、U6：C(74HC08)对地址译码产生地址分配，图中同名端相连。

电子自呼机的数据区空间(64KB)划分为ROM数据区16KB(选择信号CS-ROM)、RAM数据区32KB(U4选择信号RAM-CS)、外设接口地址区16KB(选择信号CS-PORT)，其中外设接口地址区又细分为定时器控制地址TIME-AS、定时器数据地址TIME-DS、语音控制地址voice-CS，键盘地址CS-KEY、图码地址CS-LED1、特殊功能提示地址CS-LED2和显示地址CS-LCD。

EPROM27010是1M位芯片，为节省芯片、降低成本，将程序区和一些固定的数据如拼音语音等都存放在该片中。但8031单片机有16条地址线、最大寻址空间64KB，而程序及数据寻址均采用这些地址线，本发明利用PSEN信号线区分当前地址线上的信号是用于数据还是用于程序，当PSEN为“0”时表示CPU对程序区操作取指令。图中8031输出的PSEN\信号经U5、U6分别产生27010所需的地址信号、选择信号、输出允许信号，即当PSEN\为“0”时，使CPU选中27010的低16KB区进行程序操作。当PSEN\为“1”时，CPU发出SEL1-3信号，控制产生它的高位地址信号，分别对ROM区数据进行处理。

参见图5，语音模块电路由语音芯片U16(T6668)、并串转换芯片U18(74HC165)、功放芯片U17(LM386)、四输入与门U19(74HC21)及相关的外围元件组成，语音芯片T6668按位处理数据，将一位位数据转换成语音波形输出。

待发音的语音数据已事先固化在EPROM(27010)中，放音时，CPU先向语音芯片送控制信号VOICE-CS，打开T6668，进行初始化，然后，CPU将放音的一个字节数据送并串转换芯片U18，语音芯片按顺序一位位地取数据并转为语音输出，经功放芯片放大后驱动喇叭放音。一个字节数据放音完后，语音芯片经U19：A、U19：C产生TO信号，通知CPU已放完音，CPU判断是否继续上述放音过程。

参见图6，601-开机系统初始化，如清除屏幕显示，缓冲区清零、各变量的初始化等；602-检查正在蜂鸣标志；603-判是否正在蜂鸣；604-作定时闹响处理；605-等待用户击键；600-若有击键则查键表，填写KEy结构；607-判是否是分类操作键，包括电话、日常事务、购物、时间查询、语音设定、静音等；608-若操作分类键，则作分类操作初始化，返回602继续；609-判当前操作类是否有效，无效则返回602；610-判本次击键是否是功能键，包括回退键、翻页键、左移←键、右移→键、定时键、查询键、重复键、未定时键、存入键、取消键和此刻起点键等；611-进行相应功能处理；612-判是否是查询状态；613-进行查询操作；614-判是否是信息输入键；615-判当前操作类信息存贮区是否溢出；616-信息键输入，信息键包括图码键、声母键、韵母键、四声键、数字键、日、月、时、分键、小时、30分、5分键和空格键，每个信息键的输入都有判断、接收的过程，信息键所表示的信息单元都需记录下来(采用定时间量小时、30分、5分等累加定时键，使定时提示内容设定的操作方法简便直观)；617-置溢出警告标志；618-开蜂鸣；619-判是否按静音键；620-判闹响时间是否有10秒了；621-关蜂鸣、关溢出警告标志；622-若无击键则比较当前时间与上次击键的时间差是否超过2分钟，623-关机结束。

参见图7、701-按图码“语音设定”操作分类键，自呼机进入图码语音设定状态；702-按要设定语音的图码键，表示后面输入的是对应于该图码的提示语音；703-顺序按各自设定语音的声母键、韵母键和四声键，最后按“存入”功能键；704-将该图码键各个自设定语音的声母、韵母、四声键值顺序存入RAM相应地址数据区中，建立图码语音文件，图码语音文件的格式是第一个语音单元声母键、第一个语音单元韵母键、第一个语音单元四声键、第二个语音单元声母键……最后一个语音单元四声键；705-完成图码键语音设定，电子自呼机保存的与图码键值对应的各语音文件，用于对图码作语音提示。

参见图8，语音提示时，一要点亮图码键处的指示灯，二是播放有语音信息的图码语音，过程是先判断该图码有无定义过语音，没有作过定义的则不放音，801-查到该图码所对应的语音文件，取该图码语音长度；802-判语音长度是否为0；803-长度不为0，则作过语音定义，指向该图码语音文件头找到第一个语音单元，804-取一个语音单元；805-判断是声母吗；806-由声母键值从EPROM固化的语音单元中查找到声母音数据并拷贝到待放语音暂存区中；807-再判断是韵母吗；808-再判断是四声吗；809-清语音暂存区；810-由韵母键结合四声键值从EPROM固化的语音单元中查找到韵母四声数据并拷贝到待放语音暂存区中且紧接在声母音数据后存放，811-判语音暂存区是否空；812-将待放语音暂存区中数据送语音芯片放音，听到语音；813-判图码语音文件中语音单元是否全部播放，814-结束。

将图码语音文件中的语音一个个播放出来，直到最后一个语音单元放完为止。由于每个语音间原本就有间隔，而自呼机处理速度快(毫秒级)，因此最终听到的是一个完整、连续的语音。

利用本发明的电子自呼机，可作电话号码的存入、查询与取消，日常事务的存入、查询与取消，日常事务定时闹响提示，和购物备忘的存入、查询与取消。可根据需要作成台式或便携式，提示方式包括语音，点亮图码键和显示屏显示，也可只取其中一种或任两种方式，甚至为节省成本只点亮图码键提示。

本发明的特点是：用图码键作为小子集语音输入及语音提示代码，形象性好，易识别好记忆；用声、韵母及声调组合直接为图码键输入语音，使发音不标准的人也可运用自定义的语音代码输入信息，在常用信息和自提示过程中有很好的实用价值。

本方法也可在现有电子笔记本及微机上实现。

Claims (4)

1、一种图码键自字义语音输入法，其特征在于是采用下列操作步骤：

1)按场景或职业归类建立各图形码子集，并将一图形码子集中的每个图形分配到键盘的各个键位上；取23个汉语拼音声母、33个汉语拼音韵母及四声调，并将各声母、韵母、声调分配到键盘的各个键位上；取数字、时间单位，并将各数字和各时间单位分配到键盘的各个键位上，建立自字义图码语音信息输入键盘；

2)建立至少包括“语音设定”“语音存入”的功能键盘；

3)图码键自定义语音输入，包括：

a、用分别含有所取声母音的任意一组自然单语音和用分别含有所取韵母四声音的任意一组自然单语音，将它们分别以固定的长度录入语音卡中，再用可移动的选择指针从中截取一段播放，将所截取播放的各声母音波形作为基本声母音和将所截取播放的各韵母四声音波形作为基本韵母四声音；

b、将基本声母音数据和基本韵母四声音数据按声母1音至声母23音接韵母1四声音至韵母33四声音的顺序固化在EPROM中建立基本语音单元；

c、顺序击分类操作键、图码键、语音提示该图码键的声母键、韵母键、四声键和语音存入功能键，按声母键、韵母键、四声键顺序分别存贮建立各语音单元，各语音单元顺序排列构成与图码键对应的自字义语音文件；

4)播放自设定的图码语音，包括：

a)、点亮图码键；

b)、判断是已作过语音设定的图码键，则进入与该图码键对应的自定义语音文件中，

c)、顺序从自定义语音文件中取各语音单元，按各语音单元的声母键、韵母键及四声键内容从EPROM基本语音单元中找到对应的基本声母音和基本韵母四声音波形数据，并连续拷贝到待放语音暂存区中；

d)从待放语音暂存区中取出基本声母音和基本韵母四声音波形数据送语音芯片放音。

2、一种根据权利要求1所述方法设计的电子自呼机，其特征在于：所述电子自呼机由CPU主控模块和与CPU主控模块连接的键盘模块、图码点亮模块、定时模块和语音模块连接构成；所述键盘模块的键盘包括一组由图码键、声母键、韵母键、四声键和数字键组成的信息输入键，一组包括电话、日常事务、购物、时间查询、语音设定的分类操作键和一组包括语音存入的功能键；所述的CPU主控模块由单片机和与单片机连接的数据锁存器、存贮有基本声母音、基本韵母四声音的基本语音单元的EPROM、RAM和产生控制信号的译码器组成。

3、根据权利要求1所述的图码键自字义语音输入法，其特征在于所述的23个声母是：本发明的23个声母键是：b、p、m、f、d、t、n、l、g、k、h、j、q、x、zh、ch、sh、r、z、c、s、w、y；

所述的33个韵母键是：a、ai、an、ang、ao、e、ei、en、eng、ong、o、u、i、ia、ian、iang、iao、in、ing、iou、iong、ou、uo、ua、uai、uan、uang、ü、üe、uei、uen、ueng；

4、根据权利要求2所述的电子自呼机，其特征在于所述图码点亮模块中的图码键由面板、嵌入面板窗口中的导电橡胶、位于导电橡胶上方带图形的透明软片、与键位连接用于照亮透明软片的发光管和位于键位最下方的线路板构成。

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