KR940010226B1 - Speech recognition and responding system for carphone - Google Patents

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Abstract

The sound recognition and response system for a car phone effectively removes noise in an environment where there is low frequency noise to maintain a regular recognition rate regardless of microphone kinds, its position and a speaker's voice level. The system includes a microphone for inputting a voice signal, a first amplifier, an impedance matching part for matching the impedance between the microphone and the first amplifier, an automatic level controller, a low frequency blanking filter for removing noise of the low frequency, an A/D converter, a controller, a program memory, a data memory, a D/A converter, a second amplifier, a carphone, and a UART for interfacing the controller and the carphone.

Description

카폰용 음성인식 및 응답시스템Voice recognition and response system for car phone

제 1 도는 종래의 카폰용 음성인식 및 응답시스템의 전체 구성블럭도.1 is a block diagram of a conventional car speech recognition and response system.

제 2 도는 본 발명에 의한 카폰용 음성인식 및 응답시스템의 전체 구성블럭도.2 is an overall block diagram of a voice recognition and response system for a car phone according to the present invention.

제 3 도는 제 2 도에 의한 아날로그신호처리장치의 상세 회로도.3 is a detailed circuit diagram of an analog signal processing apparatus according to FIG.

제 4 도는 제 2 도에 의한 디지탈신호처리장치의 상세 블록도.4 is a detailed block diagram of a digital signal processing apparatus according to FIG.

제 5 도는 제 4 도에 채용된 인터럽트 발생기의 상세 회로도.5 is a detailed circuit diagram of the interrupt generator employed in FIG.

제 6 도는 제 4 도에 채용된 시간지연회로의 상세 회로도.6 is a detailed circuit diagram of a time delay circuit employed in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1, 10 : 마이크로폰 2, 130 : 마이크로폰 증폭부1, 10: microphone 2, 130: microphone amplifier

3 : 음성인식장치 4 : 제어부3: voice recognition device 4: control unit

5, 220 : 프로그램 메모리부 6, 230 : 데이타 메모리부5, 220: program memory section 6, 230: data memory section

7, 260 : UART 8 : 음성녹음 및 합성장치7, 260: UART 8: Voice recording and synthesis device

9, 300 : 카폰 100 : 아날로그신호처리장치9, 300: car phone 100: analog signal processing device

120 : 임피던스 정합부 140 : 자동이득제어부120: impedance matching unit 140: automatic gain control unit

150 : 저주파 소거 필터부 160 : 엔티-얼라이징 필터부150: low frequency cancellation filter unit 160: anti-aliasing filter unit

170 : A/D 변환부 200 : 디지탈신호처리장치170: A / D converter 200: digital signal processing device

210 : 신호처리 프로세서 240 : D/A 변환부210: signal processor 240: D / A converter

250 : 스피커 증폭부 261 : 양방향버퍼250: speaker amplification unit 261: bidirectional buffer

262 : 디코더 271 : 래치회로262: decoder 271: latch circuit

272 : 래치 제어회로 273 : 인터럽트 발생기272: latch control circuit 273: interrupt generator

274 : 시간지연회로 275 : 클럭발생기274: time delay circuit 275: clock generator

276 : 백업배터리 회로276: backup battery circuit

본 발명은 카폰용 음성인식 및 응답시스템에 관한 것으로, 특히 저주파 잡음이 존재하는 환경하에서 효과적으로 잡음을 제거시켜 마이크로폰의 종류, 위치 및 화자의 음성레벨에 관계없이 일정한 인식율을 유지시킬 수 있는 카폰용 음성인식 및 응답시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a voice recognition and response system for a car phone, and in particular, a car voice that can maintain a constant recognition rate regardless of the microphone type, location, and speaker's voice level by effectively removing the noise in the presence of low frequency noise. A recognition and response system.

종래에는, 제 1 도에 도시된 바와 같이 마이크로폰(1)으로부터 입력되는 음성신호를 마이크로폰 증폭부(2)에 의해 증폭시킨 후, 제어부(4)의 제어하에 음성인식장치(3)에 의하여 음성을 인식시킨다. 또한, 제어부(4)의 제어하에 별도의 전용 음성녹음 및 합성장치(9)에 의하여 처리된 음성신호를 카폰(9)으로 출력시킨다. 그러나 상기와 같은 종래의 음성인식시스템은 마이크로폰의 위치, 종류 및 화자의 음성레벨에 따라 현저하게 변하였으며, 자동차내에서와 같은 한정된 공간 즉, 저주파 잡음이 존재하는 환경에서는 음성레벨(75dB∼82dB)이 잡음레벨(70dB∼72dB)에 비하여 훨신 크지 않아 신호대 잡음(S/N)비가 낮아져 인식율이 저하되는 문제점이 있었다.Conventionally, as shown in FIG. 1, the audio signal input from the microphone 1 is amplified by the microphone amplifying unit 2, and then the voice is recognized by the voice recognition device 3 under the control of the control unit 4. FIG. Make it aware. Further, under the control of the control unit 4, the audio signal processed by the separate dedicated voice recording and synthesizing device 9 is output to the car phone 9. However, the conventional voice recognition system as described above has changed remarkably according to the position, type, and voice level of the microphone, and the voice level (75dB to 82dB) in a limited space such as in a vehicle, that is, low frequency noise. Compared to the noise level (70dB ~ 72dB) is not much larger, the signal-to-noise (S / N) ratio is low, there is a problem that the recognition rate is lowered.

또한, 응답기능을 위해 별도의 녹음장치 및 합성장치를 사용함으로써 부피가 커지는 문제점과, 응답기능이 없는 경우에는 운전자가 주행중 LCD(Liquid Crystal Device)화면을 주시하면서 다이어링을 행함으로써 운전자의 안전을 보장할 수 없게 되어 사고의 원인이 되는 등의 다른 문제점들이 있었다.In addition, there is a problem of bulkiness by using a separate recording device and a synthesizing device for the response function, and when there is no response function, the driver performs dialing while watching the LCD (Liquid Crystal Device) screen while driving. There were other problems, such as being unable to guarantee and causing accidents.

상기한 문제점들을 극복하기 위하여 본 발명은 창출된 것으로, 자동차 운전자가 주행중에 다이얼링을 원할 때 운전자의 안전성을 보장해 주고, 자동차 내에서의 음성인식율을 개선시켜주는 카폰용 음성인식 및 응답시스템을 제공하는데 그 목적이 잇다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above problems, and provides a voice recognition and response system for a car that guarantees the driver's safety when the driver wants to dial while driving and improves the voice recognition rate in the car. That is the purpose.

상기 목적을 달성하기 위하여, 카폰과, 음성신호를 입력하는 마이크로폰과, 상기 마이크로폰으로부터 출력되는 음성신호를 증폭하는 마이크로폰 증폭부와, 상기 마이크로폰과 마이크로폰 증폭부 사이의 임피던스를 정합시키기 위한 임피던스 정합부와, 상기 증폭부로부터 출력되는 신호를 화자의 음성레벨 및 마이크로폰의 위치나 종류에 관계없이 음성레벨을 일정하게 유지시켜주는 자동레벨제어부와, 상기 자동레벨제어부로부터 출력되는 신호에서 저주파 잡음을 제거시키기 위한 저주파 소거 필터부와, 음성신호 복원시 생기는 얼라이징을 제거시키기 위한 엔티-얼라이징 필터부와, 상기 엔티-얼라이징 필터부로부터 출력되는 아날로그 음성신호를 디지탈 신호로 변환시키기 위한 A/D 변환부와, 상기 A/D변환부로부터 출력되는 디지탈신호를 시·종점 검출, 진폭계산, 선형 예측 코딩 계수의 계산, 피치검출 및 패턴정합 및 결정을 위하여 시스템을 제어하는 신호처리 프로세서와, 상기 신호처리 프로세서로부터 처리된 신호를 저장하는 데이터 메모리부와, 시스템을 제어하기 위한 프로그램이 내장되어 있는 프로그램 메모리부와, 상기 제어부에서 처리된 음성데이타를 아날로그신호로 복원하는 D/A 변환부와, 상기 D/A 변환부로부터 출력되는 신호를 증폭해서 스피커로 출력하기 위한 스피커증폭부와, 상기 카폰과 상기 신호처리 프로세서와의 인터페이스를 위한 UART를 포함함을 특징으로 하고 있다.In order to achieve the above object, a car phone, a microphone for inputting a voice signal, a microphone amplifier for amplifying the voice signal output from the microphone, an impedance matching unit for matching the impedance between the microphone and the microphone amplifier; And an automatic level controller for keeping the voice level constant regardless of the speaker's voice level and microphone position or type, and for removing low frequency noise from the signal output from the auto level controller. A low frequency cancellation filter unit, an anti-aliasing filter unit for eliminating the aging generated when the audio signal is restored, and an A / D converter for converting the analog audio signal output from the anti-aliasing filter unit into a digital signal. And digitally outputting the digital signal output from the A / D converter. A signal processing processor for controlling the system for point detection, amplitude calculation, calculation of linear predictive coding coefficients, pitch detection and pattern matching and determination, a data memory unit for storing the processed signal from the signal processing processor, and controlling the system A program memory unit having a built-in program, a D / A converter for restoring the voice data processed by the controller to an analog signal, and amplifying the signal output from the D / A converter for output to a speaker And a speaker amplifier and a UART for interfacing the car phone with the signal processor.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 카폰용 음성인식 및 응답시스템에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a voice recognition and response system for a car phone according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제 2 도는 본 발명에 의한 카폰용 음성인식 및 응답시스템의 전체구성블럭도이다.2 is an overall block diagram of a voice recognition and response system for a car phone according to the present invention.

제 2 도에 의하면, 아날로그신호처리장치(100)는 마이크로폰(110), 임피던스 정합부(120), 마이크로폰 증폭부(130), 자동레벨제어부(140), 저주파 소거필터부(150), 엔티-얼라이징 필터부(160), A/D 변환부(170)를 포함하고 있고, 디지탈신호처리장치(200)는 신호처리프로세서(210), 프로그램 메모리부(220), 데이타 메모리부(230), D/A변환부(240), 스피커 증폭부(250), UART(260)을 포함하고 있고, 카폰(300)은 송수화기(301), 무선송수신기(302), 스피커(303)로 되어 있다.Referring to FIG. 2, the analog signal processing apparatus 100 includes a microphone 110, an impedance matching unit 120, a microphone amplifier 130, an automatic level controller 140, a low frequency cancellation filter 150, and an anti- It includes an aging filter unit 160, A / D conversion unit 170, the digital signal processing apparatus 200 is a signal processing processor 210, a program memory unit 220, a data memory unit 230, A D / A converter 240, a speaker amplifier 250, and a UART 260 are included, and the car phone 300 includes a handset 301, a wireless receiver 302, and a speaker 303.

제 3 도는 제 2 도에 의한 아날로그신호처리장치(100)의 상세회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of the analog signal processing apparatus 100 shown in FIG.

제 3 도에 의하면, 마이크로폰(110)은 임피던스 컨버터(CON)의 입력단에는 전기진동판(Electric Diaphragm:ED)과 연결되어 있다. 상기 마이크로폰(110)으로부터 입력되는 음성신호는 수 μV에서 수십 mV의 아주 미세한 신호이다. 상기 임피던스 정합부(120)는 마이크로폰(110)의 종류에 관계없이 음성신호의 왜곡을 최소로 하기 위하여 임피던스 컨버터(CON)의 출력단에서 바라보는 임피던스와 상기 마이크로폰 증폭부(130)의 입력단에서 바라보는 임피던스가 정합되도록 상기 저항들(R1,R2,R3)에 의해 전압을 조정하여 임피던스를 가변시킬 수 있다. 상기 마이크로폰 증폭부(130)에서는 콘덴서(C4) 및 저항(R4)로 구성된 고역통과필터(131)와, 저항(R5) 및 콘덴서(C5)로 구성된 저역통과필터(132) 및 저항들(R6,R7)에 의해 이득비가 조절되는 연산증폭기(OP1)로 구성된 비반전증폭기(133)를 통과시킨 음성신호는 160Hz에서 72kHz의 통과대역을 가지며 3배 정도의 증폭도를 갖는다. 자동레벨제어부(140)에서는 다이오드(D1) 및 콘덴서(C1)는 반파정류기로서 신호의 다이나믹 레인지를 줄이기 위한 것이다.Referring to FIG. 3, the microphone 110 is connected to an electric diaphragm ED at an input terminal of the impedance converter CON. The voice signal input from the microphone 110 is a very fine signal of several μV to several tens of mV. The impedance matching unit 120 looks at the impedance seen from the output terminal of the impedance converter CON and the input terminal of the microphone amplifier 130 to minimize the distortion of the voice signal regardless of the type of the microphone 110. The impedance may be varied by adjusting the voltage by the resistors R1, R2, and R3 to match the impedance. In the microphone amplifying unit 130, a high pass filter 131 composed of a capacitor C4 and a resistor R4, a low pass filter 132 composed of a resistor R5 and a capacitor C5, and resistors R6, The audio signal passed through the non-inverting amplifier 133 composed of the operational amplifier OP1 whose gain ratio is adjusted by R7) has a passband of 160 Hz to 72 kHz and has an amplification degree of about 3 times. In the automatic level controller 140, the diode D1 and the capacitor C1 are half-wave rectifiers for reducing the dynamic range of the signal.

정류기(142)는 전파 정류기로써 상기 정류기(142)를 통과한 신호레벨에 따라 이득셀(ΔG)에 이득 제어전류(Ⅰ)를 조정하게 된다. 상기 이득셀(ΔG)은 상기 전류량(Ⅰ)에 따라 연산증폭기(OP2)의 가합노드(summing node)(A)에 피드백되는 전류를 공급한다. 저항(R14) 및 콘덴서(C9)는 교류 피이드백루프를 형성하고, 저항들(R12,R13) 및 콘덴서(C8)는 직류 피이드백루프를 형성한다. 또한 저항들(R10,R11)에 의해 이득이 변하게 되고, 상기 저항들(R8,R9)은 출력신호의 직류레벨을 조정해주는 바이어스 저항이다. 연산증폭기(OP2)의 비반전단자와 연결된 1.8V전원은 바이어스전압이며 신호의 왜곡을 방지하기 위함이다.The rectifier 142 is a full-wave rectifier to adjust the gain control current I to the gain cell ΔG according to the signal level passing through the rectifier 142. The gain cell ΔG supplies a current fed back to the summing node A of the operational amplifier OP2 according to the current amount I. Resistor R14 and condenser C9 form an alternating current feedback loop, and resistors R12 and R13 and condenser C8 form a direct current feedback loop. In addition, the gain is changed by the resistors R10 and R11, and the resistors R8 and R9 are bias resistors for adjusting the DC level of the output signal. The 1.8V power supply connected to the non-inverting terminal of the operational amplifier OP2 is a bias voltage to prevent signal distortion.

즉, 상기 자동레벨 제어부(140)는 음성신호의 교류피크값의 -5V에서 +5V 사이로 제한시키기 위한 것이므로 신호의 첨두치값이 10V 이내이면 이득셀(ΔG)에 큰 절류량을 공급하여 신호의 레벨을 올려주고, 10V 이상이면 이득셀(ΔV)에 전류량을 적게 공급하여 레벨을 내려주어 일정레벨을 유지시킨다.That is, the automatic level control unit 140 is for limiting the AC peak value of the voice signal to between -5V and + 5V, so that if the peak value of the signal is within 10V, a large amount of current is supplied to the gain cell ΔG so that the level of the signal is limited. If it is 10V or higher, supply a small amount of current to the gain cell ΔV to lower the level to maintain a constant level.

상기 저주파 소거필터부(150)의 고역통과필터(151) 및 대역통과필터(152)는 하이브리드 IC로써 상기 자동레벨 제어부(140)의 출력신호중 300Hz 이하의 잡음을 제거하게 된다.The high pass filter 151 and the band pass filter 152 of the low frequency cancellation filter unit 150 are hybrid ICs that remove noise of 300 Hz or less from the output signal of the automatic level control unit 140.

엔티-얼라이징 필터부(160)는 저역통과필터(161) 및 460kHz 클럭을 발생하는 클럭발생기(162)로 되어 있다. 상기 저역통과필터(161)에 있어서, 주클럭의 1/100이 차단주파수(cut-off frequency)이므로, 4.6kHz가 상기 저역통과필터(161)의 차단주파수가 된다.The anti-aliasing filter unit 160 includes a low pass filter 161 and a clock generator 162 for generating a 460 kHz clock. In the low pass filter 161, since 1/100 of the main clock is a cut-off frequency, 4.6 kHz is a cutoff frequency of the low pass filter 161.

즉, 상기 A/D 변환부(170)에서 음성신호를 10kHz로 샘플링하므로 신호 복원시 왜곡없이 복원키위해 입력신호의 최대주파수를 나이키스트율(Nyquist rate)에 의해 5kHz 이내로 제한시켜야만 하므로 4.6kHz 차단주파수를 갖는 저역통과필터(161)가 사용된다.That is, since the A / D converter 170 samples the voice signal at 10 kHz, the maximum frequency of the input signal must be limited to within 5 kHz by the Nyquist rate in order to restore the signal without distortion. A low pass filter 161 having a frequency is used.

또한, 엔티-얼라이징 필터부(160)에서는 A/D 변환부(170)의 직류 오프세트(off-set)값을 조절한다.In addition, the anti-aliasing filter unit 160 adjusts the DC offset value of the A / D converter 170.

상기 A/D변환부(170)에서는 상기 엔티-얼라이징 필터부(160)로부터 출력되는 신호를 12비트 디지탈신호로 변환하여 래치회로(271)를 통과한 후 신호처리 프로세서(210)에 출력된다. 상기 래치회로(271)는 디코더(261)에 의해 디코딩된 래치제어회로(272)의 제어신호를 받게 된다.The A / D converter 170 converts the signal output from the anti-aliasing filter unit 160 into a 12-bit digital signal, passes through the latch circuit 271, and then outputs the signal to the signal processing processor 210. . The latch circuit 271 receives a control signal of the latch control circuit 272 decoded by the decoder 261.

한편, 음성인식 및 학습을 위하여 상기 신호처리 프로세서(210)에서는 음성신호의 시·종점을 감지 및 검출이 필요하다. 이때 인터럽트 발생기(273)는 제 5a 도 및 제 5b 도에 도시된 바와 같이, 상기 A/D 변환부(170)에서 10kHz의 샘플링 주파수 즉, 하이기간이 90μsec, 로우기간이 10μsec의 샘플링주기 100μsec마다 음성신호가 샘플링되는 순간 A/D 변환부(170)의단자로부터 제어신호가 상기 인터럽트 발생기(273)에 입력된다. 상기단자에서 출력되는 신호는 로우기간(Low Duration)이 10μsec이므로, 이 로우기간을 인터럽트 서브스루틴의 처리시간 이내로 줄일 필요가 있다. 신호처리 프로세서(210)는 인터럽트신호의 로우기간이 200nsec 이상이 되면 동작가능하고, 본 발명에 적용되는 시스템에서는 인터럽트 신호의 로우기간을 500nsec 정도로 한다.Meanwhile, the signal processing processor 210 needs to detect and detect the start and end points of the voice signal for voice recognition and learning. At this time, as shown in FIGS. 5A and 5B, the interrupt generator 273 uses a sampling frequency of 10 kHz in the A / D converter 170, that is, every 100 μsec sampling cycle having a high period of 90 μsec and a low period of 10 μsec. The moment that the audio signal is sampled, the A / D converter 170 A control signal is input from the terminal to the interrupt generator 273. remind Since the signal output from the terminal has a low duration of 10 μsec, it is necessary to reduce the low duration to within the processing time of the interrupt subroutine. The signal processing processor 210 can operate when the low period of the interrupt signal becomes 200 nsec or more. In the system according to the present invention, the low period of the interrupt signal is set to about 500 nsec.

한편, 상기 인터럽트 발생기(273)는 2개의 D플립플롭으로 구성되어 있고, 신호처리 프로세서(210)로부터 10MHz의 클럭신호 및 인터럽트 인식신호는 오아게이트(G1)로 입력되고, 상기 오아게이트(G1)의 출력에 의해 제 2 D플립플롭의 출력단자(Q)에서는 로우기간이 500nsec의 인터럽트 신호가 출력된다. 즉, 신호처리 프로세서(210)의 프로그램상에 인터럽트 서비스루틴 시간이 인터럽트 신호의 로우기간보다 길면 문제가 없지만, 인터럽트 신호의 로우기간보다 짧으면 인터럽트가 여러번 걸릴 염려가 있기 때문에 200nsec 내지 500nsec 정도의 주기로 상기 인터럽트 발생기(273)에서 인터럽트신호를 상기 신호처리 프로세서(210)에 출력시킨다.On the other hand, the interrupt generator 273 is composed of two D flip-flops, the clock signal and the interrupt recognition signal of 10MHz from the signal processing processor 210 is input to the or gate (G1), the or gate (G1) The output signal Q of the second D flip-flop outputs an interrupt signal having a low period of 500 nsec. That is, if the interrupt service routine time is longer than the low period of the interrupt signal on the program of the signal processing processor 210, there is no problem. However, if the interrupt service routine time is shorter than the low period of the interrupt signal, the interrupt may take several times. The interrupt generator 273 outputs an interrupt signal to the signal processor 210.

상기 디지탈 신호처리 프로세서(210)에서는 상기 A/D변환부(170)로부터 출력되는 디지탈신호를 상기 프로그램 메모리부(220)에 내장된 프로그램에 의해 신호처리하여 4개의 32K×8비트 용량의 SRAM(Static Random Access Memory)으로 되어 있는 데이타 메모리부(230)의 메모리 선택은 신호처리 프로세서(210)의 제어하에 메모리 선택회로(277)에서 행하게 된다.The digital signal processing processor 210 processes the digital signal output from the A / D converter 170 by a program embedded in the program memory unit 220 to process four 32K × 8-bit SRAMs ( The memory selection of the data memory unit 230, which is a static random access memory, is performed by the memory selection circuit 277 under the control of the signal processing processor 210.

한편, 시간지연회로(Wait state Generator)(274)에서는 신호처리 프로세서(210)의 명령어사이클이 100nsec이므로 외부 디바이스의 액세스타임이 상기 신호처리 프로세서(210)의 명령어처리시간보다 느리면 신호처리 프로세서(210)에 지연을 주어서 외부 디바이스를 액세스한다.Meanwhile, since the command cycle of the signal processing processor 210 is 100 nsec in the wait state generator 274, when the access time of the external device is slower than the command processing time of the signal processing processor 210, the signal processing processor 210 is performed. ) To access the external device.

제 6 도에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 최대 두 개의 지연(two wait)이 필요하므로 2개의 JK플립플롭(flip-flop)으로 구성되어 있다. 두 개의 지연(two wait)을 필요로 하는 디바이스는 A/D변환부(170), D/A변환부(240), UART(260)이고, 상기 디바이스들의 칩선택단자는 난드게이트,(G3)의 입력단에 연결되고, 상기 난드게이트(G3)의 출력은 제 1JK f/f의 입력단(J1)으로 입력된다. 하나의 지연(one wait)을 필요로 하는 디바이스는 프로그램 메모리부(220)의 EPROM(Erasable Programmed Read Only Memory) 및 데이타 메모리부(230)의 SRAM이고, 상기 디바이스들의 칩선택단자는 난드게이트(G4)의 입력단에 연결되고, 상기 난드게이트(G4)의 출력은 제 2JK f/f의 입력단(J2)으로 연결된다.As shown in FIG. 6, the present invention is composed of two JK flip-flops because a maximum of two waits are required. Devices requiring two waits are the A / D converter 170, the D / A converter 240, and the UART 260, and the chip select terminals of the devices. Is connected to the input terminal of the NAND gate G3, and the output of the NAND gate G3 is input to the input terminal J1 of the first JK f / f. Devices requiring one wait are erasable programmable read only memory (EPROM) of the program memory unit 220 and SRAM of the data memory unit 230, and chip select terminals of the devices. Is connected to the input terminal of the NAND gate G4, and the output of the NAND gate G4 is connected to the input terminal J2 of the second JK f / f.

상기 신호처리 프로세서(210)로부터 출력되는 10MHz의 클럭신호가 제 1 및 제 2 클리어단(CLR1, CLR2)에 입력되고, 상기 신호처리 프로세서(210)로부터 출력되는 리셋신호는 제 1 및 제 2 클리어단(CLR1, CLR2)으로 입력되고, 상기 제 1JK f/f의 반전출력단(Q1)의 난드게이트(G4)에 입력되고, 상기 제 2JK f/f반전출력단(Q2)의 출력신호는 상기 신호처리 프로세서(210)의 레디단자(READY)에 입력된다.A 10 MHz clock signal output from the signal processing processor 210 is input to the first and second clear stages CLR1 and CLR2, and a reset signal output from the signal processing processor 210. Is input to the first and second clear stages CLR1 and CLR2, is input to the NAND gate G4 of the inverted output stage Q1 of the first JK f / f, and the second JK f / f inverted output stage Q2. The output signal of is input to the ready terminal (READY) of the signal processing processor 210.

한편, 음성인식을 행하기에 앞서 신호처리 프로세서(210)의 시종점검파기(211), LPC 계수계산기(213)를 통하여 학습이 필요하다.On the other hand, prior to performing the speech recognition, learning is required through the start detector 211 and the LPC coefficient calculator 213 of the signal processing processor 210.

이때, 카폰(300)의 송수화기(301)의 학습모드를 선택해서 약 15개의 지명 및 이름, 5개의 코맨드, 10개의 숫자 등을 학습시킬 수 있다. 학습이 끝나면 인식모드를 선택하게 되고, 인식된 어휘는 UART(260)에 의해 카폰(300)의 송수화기(301)에 있는 LCD화면에 표시되거나, 상기 D/A 변환부(240)에서 아날로그신호로 복원된 후 스피커증폭부(250)에서 증폭되어 카폰(300)의 스피커(303)로 출력된다. 여기서, 스피커증폭부(250)에서는 D/A 변환부(210)의 출력임피던스와 상기 스피커(303)의 입력 임피던스 정합을 위한 콘덴서들(C12,C13,C14,C15) 및 저항들(R15,R16)로 되어 있다.At this time, the learning mode of the handset 301 of the car phone 300 may be selected to learn about 15 names and names, 5 commands, 10 numbers, and the like. After learning, the recognition mode is selected, and the recognized vocabulary is displayed on the LCD screen of the handset 301 of the car phone 300 by the UART 260 or the analog signal from the D / A converter 240. After the restoration is amplified in the speaker amplification unit 250 is output to the speaker 303 of the car phone 300. Here, the speaker amplifier 250 includes capacitors C12, C13, C14, and C15 and resistors R15 and R16 for matching the output impedance of the D / A converter 210 and the input impedance of the speaker 303. )

따라서, 상기 스피커(303)를 통하여 아날로그 음성신호를 출력시킴으로써 운전자가 인식된 어휘를 귀를 통하여 확인할 수 있게 되어 운전자의 안전을 도모하도록 하였으며, 잘못 인식된 어휘는 취소시키고 다시 인식을 행할 수 있도록 하여 다이얼 성공율을 높일 수 있도록 되어있다.Therefore, by outputting an analog voice signal through the speaker 303, the driver can check the recognized vocabulary through the ear to promote the safety of the driver, and the wrongly recognized vocabulary can be canceled and the recognition can be performed again. The dial success rate can be increased.

이상으로 상술한 바와 같이 본 발명에 의한 카폰용 음성인식 및 응답시스템은 300Hz 이하의 저주파 잡음이 존재하는 환경하에서도 마이크로폰의 종류, 위치 및 화자의 음성레벨에 관계없이 인식율을 유지시킬 수 있는 효과와, 응답기능을 첨가하여 사용자가 인식된 어휘를 LCD화면 및 스피커를 통하여 확인할 수가 있기 때문에 운전자의 안전을 도모하는 효과가 있다.As described above, the voice recognition and response system for a car phone according to the present invention has the effect of maintaining the recognition rate regardless of the microphone type, location, and voice level of the speaker even in a low frequency noise of 300 Hz or less. In addition, the user can check the recognized vocabulary through the LCD screen and the speaker by adding a response function, thereby improving driver safety.

또한, 본 발명은 음성을 통한 맨투머신인터페이스(man to machine interface)를 원하는 어떠한 장치에도 응용할 수 있다.The invention is also applicable to any device that desires a man to machine interface via voice.

Claims (5)

음성신호를 입력하는 마이크로폰(110)과, 상기 마이크로폰으로부터 츨력되는 음성신호를 증폭하는 제 1 증폭부(130)와, 상기 마이크로폰(110) 및 제 1 증폭부(130) 사이의 임피던스를 정합시키기 위한 임피던스 정합부(120)와, 상기 제 1 증폭부(130)로부터 출력되는 신호를 화자의 음성레벨 및 마이크로폰의 위치나 종류에 관계없이 소정의 음성레벨을 유지시키기 위한 자동레벨제어부(140)와, 상기 자동레벨제어부(140)로부터 출력되는 신호에서 저주파 잡음을 제거시키는 저주파 소거필터부(150)와, 음성신호 복원시 생기는 얼라이징을 제거시키기 위한 엔티-얼라이징 필터부(160)와, 상기 엔티-얼라이징 필터부로부터 출력되는 신호를 디지탈신호로 변환시키기 위한 A/D변환부(170)와, 상기 A/D변환부 (170)로부터 출력되는 디지탈 신호를 처리하기 위한 제어부(210)와, 시스템을 저어하기 위한 프로그램에 내장되어 있는 프로그램 메모리부(220)와, 상기 A/D변환부(170)의 디지탈신호를 상기 제어부(210)에서 처리하여 출력되는 데이터를 저장하는 데이터 메모리부(230)와, 상기 제어부(210)에서 처리된 음성데이타들을 아날로그신호로 복원하는 D/A 변환부(240)와, 상기 D/A변환부(240)로부터 출력되는 신호를 증폭해서 스피커로 출력하기 위한 제 2 증폭부(250)와, 다이얼링 및 상기 제 2 증폭부(250)로부터 출력되는 신호를 눈 또는 귀로 확인하기 위한 카폰(300)과, 상기 제어부(210)와 상기 카폰(300)을 인터페이스하기 위한 UART(260)를 포함함을 특징으로 하는 카폰용 음성인식 및 응답시스템.For matching the impedance between the microphone 110 for inputting a voice signal, the first amplifier 130 for amplifying the voice signal output from the microphone, and the microphone 110 and the first amplifier 130 An automatic level control unit 140 for maintaining a predetermined sound level regardless of the speaker's voice level and the microphone's position or type, with the impedance matching unit 120 and the signal output from the first amplifier 130; A low frequency cancellation filter unit 150 for removing low frequency noise from the signal output from the automatic level control unit 140, an anti-aliasing filter unit 160 for removing an ergonomic generated when the voice signal is restored, and the entity An A / D converter 170 for converting the signal output from the aliasing filter into a digital signal, a controller 210 for processing the digital signal output from the A / D converter 170,The program memory unit 220 embedded in the program for stirring the system, and the data memory unit 230 for storing the data output by processing the digital signal of the A / D conversion unit 170 in the control unit 210 And a D / A converter 240 for restoring the voice data processed by the controller 210 to an analog signal, and for amplifying a signal output from the D / A converter 240 to output to a speaker. Interfacing the second amplifier 250, the car phone 300 to check the dialing and the signal output from the second amplifier 250 with the eyes or ears, and the controller 210 and the car phone 300 Voice recognition and response system for a car, characterized in that it comprises a UART (260) for. 제 1 항에 있어서, 상기 자동레벨제어부(140)는 상기 제 1 증폭부(130)로부터 출력되는 음성신호의 다이나믹 레인지를 줄이기 위한 반파정류기(141)와, 상기 반파정류기(141)에 의해 출력된 신호의 레벨을 검출하는 검출기(142)와, 상기 검출기(142)에 검출된 신호에 의해 전류량을 변환하여 신호의 레벨을 일정하게 유지시키는 레벨제어기(143)를 포함함을 특징으로 하는 카폰용 음성인식 및 응답시스템.According to claim 1, wherein the automatic level control unit 140 is a half-wave rectifier 141 for reducing the dynamic range of the audio signal output from the first amplifier 130 and the half-wave rectifier 141 And a detector 142 for detecting the level of the signal, and a level controller 143 for maintaining a constant level of the signal by converting the amount of current according to the signal detected by the detector 142. Recognition and response system. 제 1 항에 있어서, 저주파 소거필터부(150)는 고역통과필터 및 저역통과필터로 구성됨을 특징으로 하는 카폰용 음성인식 및 응답시스템.The voice recognition and response system for a car phone according to claim 1, wherein the low frequency cancellation filter unit (150) comprises a high pass filter and a low pass filter. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부(210)는 2개의 JK플립플롭으로 구성된 시간지연회로를 포함함을 특징으로 하는 카폰용 음성인식 및 응답시스템.The voice recognition and response system for a car phone according to claim 1, wherein the controller (210) comprises a time delay circuit composed of two JK flip flops. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부(210)는 2개의 D플립플롭으로 구성되어 인터럽트신호를 발생하는 인터럽트 발생기를 포함함을 특징으로 하는 카폰용 음성인식 및 응답시스템.The voice recognition and response system for a car phone according to claim 1, wherein the control unit (210) includes an interrupt generator configured to generate two D flip-flops to generate an interrupt signal.
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