專利名稱：一種基于語(yǔ)音識(shí)別的智能電子記分牌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于語(yǔ)音識(shí)別的智能電子記分牌，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前在乒乓球、羽毛球比賽當(dāng)中主要采用傳統(tǒng)的機(jī)械式記分牌，由于要逐頁(yè)翻開(kāi)， 存在操作不靈活，容易誤操作等問(wèn)題，此外，由于機(jī)械式記分牌顯示亮度不可調(diào)節(jié)，當(dāng)觀眾席距離較遠(yuǎn)，很難清楚看見(jiàn)實(shí)時(shí)比分。本設(shè)計(jì)采用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，裁判員通過(guò)無(wú)線話筒將語(yǔ)音信號(hào)發(fā)送到處理系統(tǒng)，避免了人工翻計(jì)分薄引起的誤操作，同時(shí)局間比分可以實(shí)時(shí)顯示， 不需要人工操作。另外，采用LED顯示技術(shù)，可以調(diào)節(jié)顯示亮度，可滿足不同距離的觀眾的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種基于語(yǔ)音識(shí)別的智能電子記分牌。一種基于語(yǔ)音識(shí)別的智能電子記分牌，包括話筒、控制器、驅(qū)動(dòng)電路、LED顯示電路和接口電路、電源電路；裁判員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)比賽情況，在話筒前宣布當(dāng)前比分，話筒將裁判員信號(hào)傳送到控制器進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別出裁判員的語(yǔ)音內(nèi)容，將比分通過(guò)LED顯示電路顯示出來(lái)，驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)LED顯示電路，保護(hù)電路用于實(shí)現(xiàn)LED顯示電路的過(guò)流保護(hù)。所述的智能電子記分牌，所述控制器為SPCE061A單片機(jī)。所述的智能電子記分牌，所述SPCE061A單片機(jī)包括語(yǔ)音處理模塊，每次使用時(shí)， 首先進(jìn)行訓(xùn)練，在訓(xùn)練階段，語(yǔ)音處理模塊對(duì)裁判員的語(yǔ)音信息進(jìn)行采集，利用MIC和AGC 電路以及ADC電路進(jìn)行預(yù)處理，將連續(xù)的語(yǔ)音信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，接著利用線性預(yù)測(cè)分析法算法從中提取出語(yǔ)音特征信息，形成特征信息模型，并將其存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)部指定的存儲(chǔ)單元；在識(shí)別階段，語(yǔ)音處理模塊對(duì)裁判員的語(yǔ)音信息進(jìn)行采集，利用MIC和AGC電路以及ADC電路進(jìn)行預(yù)處理，將連續(xù)的語(yǔ)音信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，接著利用線性預(yù)測(cè)分析法算法從中提取出語(yǔ)音特征信息，形成特征信息模型，然后將這個(gè)特征信息模型與已有的特征模型進(jìn)行比對(duì)，如果二者達(dá)到一定的匹配度，則輸入的語(yǔ)音被識(shí)別，判斷當(dāng)前得分，并送至LED 顯示單元實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前裁判員宣布的得分情況。本發(fā)明主要采用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，裁判員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)比賽情況，直接宣布當(dāng)前比分，本裝置識(shí)別裁判員的語(yǔ)音內(nèi)容，直接將比分通過(guò)LED數(shù)碼管顯示出來(lái)。當(dāng)打滿一局，本裝置可以根據(jù)競(jìng)賽規(guī)則，自動(dòng)顯示局間比分。當(dāng)需要交換場(chǎng)地時(shí)，自動(dòng)調(diào)換顯示位置和比分次序。完全避免了手工操作。此外，還可以保存歷史比分，并且可以通過(guò)串口和計(jì)算機(jī)通信， 將數(shù)據(jù)用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理。本發(fā)明采用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和LED顯示技術(shù)，實(shí)現(xiàn)乒乓球、羽毛球等實(shí)時(shí)計(jì)分和顯示、保存、根據(jù)比賽規(guī)則，系統(tǒng)有程序自動(dòng)判斷何時(shí)需要交換場(chǎng)地，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員交換場(chǎng)地時(shí)，自動(dòng)交換左右比分；并且根據(jù)比賽規(guī)則，當(dāng)賽完一局的時(shí)候，自動(dòng)累計(jì)大局比分、進(jìn)行歷史查詢等功能。


圖1為本發(fā)明智能電子記分牌的原理框圖；圖2為L(zhǎng)ED顯示電路的驅(qū)動(dòng)電路；圖3為L(zhǎng)ED顯示電路的保護(hù)電路；圖4為本發(fā)明語(yǔ)音模塊的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參考圖1，基于語(yǔ)音識(shí)別的智能電子記分牌包括話筒、控制器、驅(qū)動(dòng)電路、LED顯示電路和接口電路、電源電路。裁判員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)比賽情況，在話筒前宣布當(dāng)前比分，話筒將裁判員信號(hào)傳送到控制器進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別出裁判員的語(yǔ)音內(nèi)容，將比分通過(guò)LED顯示電路顯示出來(lái)，驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)LED顯示電路，保護(hù)電路用于實(shí)現(xiàn)LED顯示電路的過(guò)流保護(hù)。當(dāng)打滿一局，本裝置可以根據(jù)競(jìng)賽規(guī)則，自動(dòng)顯示局間比分。當(dāng)需要交換場(chǎng)地時(shí)，自動(dòng)調(diào)換顯示位置和比分次序。完全避免了手工操作。此外，還可以保存歷史比分，并且可以通過(guò)串口和計(jì)算機(jī)通信，將數(shù)據(jù)用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理。驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示，采用動(dòng)態(tài)掃描LED驅(qū)動(dòng)電路，利用人眼的特性，分時(shí)進(jìn)行LED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)，人眼感受的是有效亮度的平均值。其優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)芯片少，電路簡(jiǎn)單，成本低。由英寸高亮紅色共陽(yáng)數(shù)碼管(m N4)組成，主控單片機(jī)為凌陽(yáng)公司的spa061A單片機(jī)。主控單片機(jī)通過(guò)數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路在大尺寸數(shù)碼管上以一定時(shí)長(zhǎng)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前比分和局間比
分等f(wàn)e息。如果驅(qū)動(dòng)電路有故障，長(zhǎng)時(shí)間將大電流加在數(shù)碼管上，將導(dǎo)致數(shù)碼管燒傷、亮度嚴(yán)重衰減、壽命縮短、甚至損壞，因此要加必要的保護(hù)電路，如圖3所示。在上述驅(qū)動(dòng)擴(kuò)充電路中，如果段驅(qū)動(dòng)電路UL擬803損壞，只會(huì)出現(xiàn)顯示混亂現(xiàn)象，對(duì)大尺寸數(shù)碼管不造成傷害； 如果字驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓管TIP127斷路，只是相應(yīng)位的數(shù)碼管不顯示，也無(wú)傷害；如果74LS07某位斷路，TIP127不會(huì)導(dǎo)通，數(shù)碼管也不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)流。如果字驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓管TIP127短路或者74LS07的某位對(duì)地短路，相應(yīng)位的大尺寸數(shù)碼管將一直得電，造成數(shù)碼管長(zhǎng)時(shí)間過(guò)流損傷，因此必須避免這種情況發(fā)生。在掃描空隙時(shí)，檢測(cè)數(shù)碼管的陽(yáng)極電壓，就能發(fā)現(xiàn)這種故障。在每個(gè)大尺寸數(shù)碼管的陽(yáng)極進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電壓取樣，任一時(shí)刻只有1個(gè)數(shù)碼管的字驅(qū)動(dòng)被掃描選中，即TIP127導(dǎo)通。取樣電壓約為數(shù)碼管的供電電壓(這里是12V)，未選中的為 0V(TIP127截止后的漏電流極小，相當(dāng)于完全關(guān)斷)。通過(guò)UL擬803進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，送入單片機(jī)的PB 口檢測(cè)。所有大尺寸數(shù)碼管通過(guò)繼電器Kl的常閉觸點(diǎn)供電，Kl受控于單片機(jī)的 PAO □。語(yǔ)音處理主要用采用SPCE061A單片機(jī)的硬件資源，SPCE061A硬件資源包括專用 MIC接口，用于實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄制；10位ADC和10位DAC ；內(nèi)置MI放大器和自動(dòng)增益功能；2個(gè) 16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；CPU時(shí)鐘最高達(dá)49MHz，16位乘法器和內(nèi)積運(yùn)算，用于執(zhí)行復(fù)雜壓縮算法。語(yǔ)音處理主要分為“訓(xùn)練”和“識(shí)別”兩個(gè)階段。原理圖如圖4所示，每次使用時(shí)， 首先進(jìn)行訓(xùn)練，在訓(xùn)練階段，單片機(jī)對(duì)裁判員的語(yǔ)音信息進(jìn)行采集，利用MIC和AGC電路以及ADC電路進(jìn)行預(yù)處理，將連續(xù)的語(yǔ)音信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，接著利用線性預(yù)測(cè)分析法(LPC) 算法從中提取出語(yǔ)音特征信息，形成特征信息模型，從一個(gè)或多個(gè)講話者多次重復(fù)講話中提取的語(yǔ)音參數(shù)模板，并將其存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)部指定的存儲(chǔ)單元。在識(shí)別階段，單片機(jī)對(duì)采集到的語(yǔ)音樣本也進(jìn)行類似的處理，提取出語(yǔ)音的特征信息模型，然后將這個(gè)特征信息模型與已有的特征信息模型進(jìn)行比對(duì)，如果二者達(dá)到一定的匹配度，則輸入的語(yǔ)音被識(shí)別，判斷當(dāng)前得分，并送至顯示部件實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前裁判員宣布的得分情況。
應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于語(yǔ)音識(shí)別的智能電子記分牌，其特征在于，包括話筒、控制器、驅(qū)動(dòng)電路、 LED顯示電路和接口電路、電源電路；裁判員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)比賽情況，在話筒前宣布當(dāng)前比分， 話筒將裁判員信號(hào)傳送到控制器進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別出裁判員的語(yǔ)音內(nèi)容，將比分通過(guò)LED顯示電路顯示出來(lái)，驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)LED顯示電路，保護(hù)電路用于實(shí)現(xiàn)LED顯示電路的過(guò)流保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子記分牌，其特征在于，所述控制器為SPCE061A單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電子記分牌，其特征在于，所述SPCE061A單片機(jī)包括語(yǔ)音處理模塊，每次使用時(shí)，首先進(jìn)行訓(xùn)練，在訓(xùn)練階段，語(yǔ)音處理模塊對(duì)裁判員的語(yǔ)音信息進(jìn)行采集，利用MIC和AGC電路以及ADC電路進(jìn)行預(yù)處理，將連續(xù)的語(yǔ)音信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，接著利用線性預(yù)測(cè)分析法算法從中提取出語(yǔ)音特征信息，形成特征信息模型，并將其存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)部指定的存儲(chǔ)單元；在識(shí)別階段，語(yǔ)音處理模塊對(duì)裁判員的語(yǔ)音信息進(jìn)行采集，利用MIC和AGC電路以及ADC電路進(jìn)行預(yù)處理，將連續(xù)的語(yǔ)音信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，接著利用線性預(yù)測(cè)分析法算法從中提取出語(yǔ)音特征信息，形成特征信息模型，然后將這個(gè)特征信息模型與已有的特征模型進(jìn)行比對(duì)，如果二者達(dá)到一定的匹配度，則輸入的語(yǔ)音被識(shí)別， 判斷當(dāng)前得分，并送至LED顯示單元實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前裁判員宣布的得分情況。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了基于語(yǔ)音識(shí)別的智能電子記分牌，包括話筒、控制器、驅(qū)動(dòng)電路、LED顯示電路和接口電路、電源電路。裁判員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)比賽情況，在話筒前宣布當(dāng)前比分，話筒將裁判員信號(hào)傳送到控制器進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別出裁判員的語(yǔ)音內(nèi)容，將比分通過(guò)LED顯示電路顯示出來(lái)，驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)LED顯示電路，保護(hù)電路用于實(shí)現(xiàn)LED顯示電路的過(guò)流保護(hù)。本發(fā)明采用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和LED顯示技術(shù)，實(shí)現(xiàn)乒乓球、羽毛球等實(shí)時(shí)計(jì)分和顯示、保存、根據(jù)比賽規(guī)則，系統(tǒng)有程序自動(dòng)判斷何時(shí)需要交換場(chǎng)地，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員交換場(chǎng)地時(shí)，自動(dòng)交換左右比分；并且根據(jù)比賽規(guī)則，當(dāng)賽完一局的時(shí)候，自動(dòng)累計(jì)大局比分、進(jìn)行歷史查詢等功能。
文檔編號(hào)A63B71/06GK102512814SQ20111040997
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者白宗文 申請(qǐng)人:延安大學(xué)