语音技术在车载设备中的应用

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车载电子的发展从传统的收音机功能开始，然后沿着CD、VCD/DVD/移动TV、GPS/EOBD、车载电话、移动办公的路线不断引入新技术，并开拓出范围越来越广、越来越智能化和人性化的车载应用。本文介绍语音技术在车载设备中的应用，利用这种技术可将汽车内的文字信息以语音形式播放出来，使司机不会因为要看这些信息而分散注意力，从而提高驾驶的安全性。

        语音技术在车载设备中具有广泛的应用。以阅读为例，随着网络时代的到来和办公自动化的日益普及，越来越多的信息正以文字的形式存在，但受车载环境的限制，用眼睛来阅读文字信息无论对司机和乘客都存在极大不便，此时利用语音合成技术改造传统汽车音响，就可让汽车音响不仅能听广播和音乐，还能够听用户自主选择的各种文字信息。今后的汽车音响除了提供CD、磁带歌曲和收音机功能，还可将各种类型的文字信息比如小说、Word文档，Email等下载到车上来听，并且可以让用户选择自己喜欢的各种信息，实现真正的会朗读的人性化汽车音响。

语音车载电话

        车载电话可为司机在开车期间提供便捷的沟通方式。从安全的角度考虑，在行车途中看信息是非常不方便的，比如看来电号码、时间、短信息等。采用嵌入式语音合成技术，可以实现车载电话信息变看为听，大大加强了信息获取的途径，较低了驾驶的危险，给手机增加更多人性化功能。

图1

         系统实现如图1所示。语音车载电话在原有车载电话的基础上增加嵌入式语音合成芯片，实现信息内容的播放。车载电话通过GSM/CDMA网络获取各类型信息，比如来电信息、短消息等；手机控制模块将需要合成的各类型信息如来电信息、短消息、通讯录信息、记事本信息等内容转换成标准的文本信息并发送给嵌入式语音合成芯片；嵌入式语音合成芯片再将文本信息转换为语音通过车内音响系统播放给用户听。

        要在车载电话上实现语音合成功能，可以选择嵌入式语音芯片或者语音模块。车载电话本身尺寸较小，功耗也不大，选择语音芯片比较合适，虽然语音芯片在任意文本合成上的效果比语音模块差，但完全可以达到实用要求。另外通过定制的数字小系统对“来电通知”等也能取得很好的合成效果。语音车载电话采用的S3111语音合成芯片，其工作原理如图2所示。

图2

         S3111语音芯片通过RS-232异步串口与车载电话主控芯片进行数据交互，将手机主控芯片上的信息转换为语音信息通过扬声器播放给用户听。

        语音车载电话通过变看为听，提高驾驶安全系数。其功能包括：

        1．来电号码播报。将手机收到的来电信息，包括来电次序、来电人、来电号码、来电时间等信息，以清晰、流畅的语音实现自动播报，手机使用者可以立刻知道来电信息，决定是否接听；

        2．时间及日程提醒。任何时候，只需要按键就可以播报出当前的时间，在日程提醒时播报出预约的任务等；

        3．信息播报。配合嵌入式语音合成软件，可以将收到的各种短信播报出来，解决手机屏幕小，阅读困难的问题，方便人们获取信息。

语音车载GPS

        目前GPS技术已经广泛应用于汽车领域。随着城市车辆的日益增多，交通压力日趋严重，如何使驾驶员方便、快捷地获取信息，变看为听，降低驾驶危险，已经越来越重要。通过嵌入式语音合成技术也可以将GPS信息转变为声音，播放给司机。

        车辆通过车载GPS可实现自身定位，再将自身的位置和状态(如速度、方位等)信息通过GPS通讯模块功能发送至信息中心；同样，信息中心也可以向车辆发送中文简短信息(如导航信息、天气预报、各类定制信息等)。GPS增强了汽车的防盗性能和辅助驾驶功能(导航信息)，但司机获取信息往往是在驾车的过程中，一边驾车一边阅览信息十分不安全，存在着交通隐患，采用语音技术能很好解决这个问题。

图3

         系统实现示意图如图3。系统由GPS解析模块、控制模块、信号处理模块、嵌入式语音合成模块构成。其工作过程如下：车载GPS通过GPS信息提供网络(如GPRS/CDMA)获取各类型信息，如导航信息、路况信息、天气预报或用户通过信息中心定制的个人信息等；控制模块将需要合成的各类型信息从GPS解析模块下载到信号处理模块；信号处理模块将信息内容转换成标准的文本信息并发送给嵌入式语音合成模块；嵌入式语音合成模块再将文本信息转换为语音通过车内音响系统播放给用户。

        语音车载GPS需要合成的文本比较多，而且较为随意，不好定制，另外每个用户需要定制的服务内容都不一样，因此语音合成的效果要求高一些。另外车载GPS本身尺寸较大，很容易找到嵌入语音模块的空间。从功能上考虑，用户希望通过GPS实现与信息中心的语音通信功能，这就需要解决语音编解码的问题，而嵌入式语音合成模块支持语音编解码功能。综合考虑，建议在语音车载GPS采用嵌入式语音合成模块。

图4

         车载GPS可使用S3231语音合成模块，其工作原理如图4。S3231语音模块通过RS-232异步串口与车载GPS主控芯片进行数据交互，实现TTS服务和语音编解码服务。在TTS服务中，S3231将接收到的文本转化为声音，然后通过音频输出通道直接输出语音；在语音解码服务中，S3231将接收到的编码的数据(用户定制信息，信息中心以语音编码数据方式下传到车载GPS)解码成语音数据，然后通过音频输出通道输出；而在语音编码服务中，S3231将接收到的音频数据(用户通过麦克风输入)进行编码压缩，然后通过串口通信将语音数据传送给GPS主控芯片。

        语音车载GPS功能可以播放导航信息，让司机知道最佳行走路线，也可以播放路况信息，让司机提前做好准备，以及堵车、紧急事故处理等等。另外还能播放天气预报、定制信息，各地信息中心获知车辆到达当地后将当地的天气预报、用户定制的内容服务告诉司机，用户定制的信息内容模式可为语音压缩数据。