專利名稱：一種基于語音識別的智能電子記分牌的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種基于語音識別的智能電子記分牌，屬于電子技術領域。
背景技術：
當前在乒乓球、羽毛球比賽當中主要采用傳統的機械式記分牌，由于要逐頁翻開， 存在操作不靈活，容易誤操作等問題，此外，由于機械式記分牌顯示亮度不可調節，當觀眾席距離較遠，很難清楚看見實時比分。本設計采用語音識別技術，裁判員通過無線話筒將語音信號發送到處理系統，避免了人工翻計分薄引起的誤操作，同時局間比分可以實時顯示， 不需要人工操作。另外，采用LED顯示技術，可以調節顯示亮度，可滿足不同距離的觀眾的需求。
發明內容
本發明針對現有技術的不足提供一種基于語音識別的智能電子記分牌。一種基于語音識別的智能電子記分牌，包括話筒、控制器、驅動電路、LED顯示電路和接口電路、電源電路；裁判員根據現場比賽情況，在話筒前宣布當前比分，話筒將裁判員信號傳送到控制器進行識別，識別出裁判員的語音內容，將比分通過LED顯示電路顯示出來，驅動電路用于驅動LED顯示電路，保護電路用于實現LED顯示電路的過流保護。所述的智能電子記分牌，所述控制器為SPCE061A單片機。所述的智能電子記分牌，所述SPCE061A單片機包括語音處理模塊，每次使用時， 首先進行訓練，在訓練階段，語音處理模塊對裁判員的語音信息進行采集，利用MIC和AGC 電路以及ADC電路進行預處理，將連續的語音信號變成數字信號，接著利用線性預測分析法算法從中提取出語音特征信息，形成特征信息模型，并將其存儲在單片機內部指定的存儲單元；在識別階段，語音處理模塊對裁判員的語音信息進行采集，利用MIC和AGC電路以及ADC電路進行預處理，將連續的語音信號變成數字信號，接著利用線性預測分析法算法從中提取出語音特征信息，形成特征信息模型，然后將這個特征信息模型與已有的特征模型進行比對，如果二者達到一定的匹配度，則輸入的語音被識別，判斷當前得分，并送至LED 顯示單元實時顯示當前裁判員宣布的得分情況。本發明主要采用語音識別技術，裁判員可以根據現場比賽情況，直接宣布當前比分，本裝置識別裁判員的語音內容，直接將比分通過LED數碼管顯示出來。當打滿一局，本裝置可以根據競賽規則，自動顯示局間比分。當需要交換場地時，自動調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，并且可以通過串口和計算機通信， 將數據用于計算機存儲和處理。本發明采用語音識別技術和LED顯示技術，實現乒乓球、羽毛球等實時計分和顯示、保存、根據比賽規則，系統有程序自動判斷何時需要交換場地，當運動員交換場地時，自動交換左右比分；并且根據比賽規則，當賽完一局的時候，自動累計大局比分、進行歷史查詢等功能。
圖1為本發明智能電子記分牌的原理框圖；圖2為LED顯示電路的驅動電路；圖3為LED顯示電路的保護電路；圖4為本發明語音模塊的工作流程圖。
具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。參考圖1，基于語音識別的智能電子記分牌包括話筒、控制器、驅動電路、LED顯示電路和接口電路、電源電路。裁判員根據現場比賽情況，在話筒前宣布當前比分，話筒將裁判員信號傳送到控制器進行識別，識別出裁判員的語音內容，將比分通過LED顯示電路顯示出來，驅動電路用于驅動LED顯示電路，保護電路用于實現LED顯示電路的過流保護。當打滿一局，本裝置可以根據競賽規則，自動顯示局間比分。當需要交換場地時，自動調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，并且可以通過串口和計算機通信，將數據用于計算機存儲和處理。驅動電路如圖2所示，采用動態掃描LED驅動電路，利用人眼的特性，分時進行LED 數碼管驅動，人眼感受的是有效亮度的平均值。其優點是驅動芯片少，電路簡單，成本低。由英寸高亮紅色共陽數碼管(m N4)組成，主控單片機為凌陽公司的spa061A單片機。主控單片機通過數碼管驅動電路在大尺寸數碼管上以一定時長實時顯示當前比分和局間比
分等fe息。如果驅動電路有故障，長時間將大電流加在數碼管上，將導致數碼管燒傷、亮度嚴重衰減、壽命縮短、甚至損壞，因此要加必要的保護電路，如圖3所示。在上述驅動擴充電路中，如果段驅動電路UL擬803損壞，只會出現顯示混亂現象，對大尺寸數碼管不造成傷害； 如果字驅動達林頓管TIP127斷路，只是相應位的數碼管不顯示，也無傷害；如果74LS07某位斷路，TIP127不會導通，數碼管也不會長時間過流。如果字驅動達林頓管TIP127短路或者74LS07的某位對地短路，相應位的大尺寸數碼管將一直得電，造成數碼管長時間過流損傷，因此必須避免這種情況發生。在掃描空隙時，檢測數碼管的陽極電壓，就能發現這種故障。在每個大尺寸數碼管的陽極進行驅動電壓取樣，任一時刻只有1個數碼管的字驅動被掃描選中，即TIP127導通。取樣電壓約為數碼管的供電電壓(這里是12V)，未選中的為 0V(TIP127截止后的漏電流極小，相當于完全關斷)。通過UL擬803進行電平轉換，送入單片機的PB 口檢測。所有大尺寸數碼管通過繼電器Kl的常閉觸點供電，Kl受控于單片機的 PAO □。語音處理主要用采用SPCE061A單片機的硬件資源，SPCE061A硬件資源包括專用 MIC接口，用于實現語音錄制；10位ADC和10位DAC ；內置MI放大器和自動增益功能；2個 16位定時/計數器；CPU時鐘最高達49MHz，16位乘法器和內積運算，用于執行復雜壓縮算法。語音處理主要分為“訓練”和“識別”兩個階段。原理圖如圖4所示，每次使用時， 首先進行訓練，在訓練階段，單片機對裁判員的語音信息進行采集，利用MIC和AGC電路以及ADC電路進行預處理，將連續的語音信號變成數字信號，接著利用線性預測分析法(LPC) 算法從中提取出語音特征信息，形成特征信息模型，從一個或多個講話者多次重復講話中提取的語音參數模板，并將其存儲在單片機內部指定的存儲單元。在識別階段，單片機對采集到的語音樣本也進行類似的處理，提取出語音的特征信息模型，然后將這個特征信息模型與已有的特征信息模型進行比對，如果二者達到一定的匹配度，則輸入的語音被識別，判斷當前得分，并送至顯示部件實時顯示當前裁判員宣布的得分情況。
應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種基于語音識別的智能電子記分牌，其特征在于，包括話筒、控制器、驅動電路、 LED顯示電路和接口電路、電源電路；裁判員根據現場比賽情況，在話筒前宣布當前比分， 話筒將裁判員信號傳送到控制器進行識別，識別出裁判員的語音內容，將比分通過LED顯示電路顯示出來，驅動電路用于驅動LED顯示電路，保護電路用于實現LED顯示電路的過流保護。
2.根據權利要求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。
3.根據權利要求2所述的智能電子記分牌，其特征在于，所述SPCE061A單片機包括語音處理模塊，每次使用時，首先進行訓練，在訓練階段，語音處理模塊對裁判員的語音信息進行采集，利用MIC和AGC電路以及ADC電路進行預處理，將連續的語音信號變成數字信號，接著利用線性預測分析法算法從中提取出語音特征信息，形成特征信息模型，并將其存儲在單片機內部指定的存儲單元；在識別階段，語音處理模塊對裁判員的語音信息進行采集，利用MIC和AGC電路以及ADC電路進行預處理，將連續的語音信號變成數字信號，接著利用線性預測分析法算法從中提取出語音特征信息，形成特征信息模型，然后將這個特征信息模型與已有的特征模型進行比對，如果二者達到一定的匹配度，則輸入的語音被識別， 判斷當前得分，并送至LED顯示單元實時顯示當前裁判員宣布的得分情況。
全文摘要
本發明公開了基于語音識別的智能電子記分牌，包括話筒、控制器、驅動電路、LED顯示電路和接口電路、電源電路。裁判員根據現場比賽情況，在話筒前宣布當前比分，話筒將裁判員信號傳送到控制器進行識別，識別出裁判員的語音內容，將比分通過LED顯示電路顯示出來，驅動電路用于驅動LED顯示電路，保護電路用于實現LED顯示電路的過流保護。本發明采用語音識別技術和LED顯示技術，實現乒乓球、羽毛球等實時計分和顯示、保存、根據比賽規則，系統有程序自動判斷何時需要交換場地，當運動員交換場地時，自動交換左右比分；并且根據比賽規則，當賽完一局的時候，自動累計大局比分、進行歷史查詢等功能。
文檔編號A63B71/06GK102512814SQ20111040997
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者白宗文 申請人:延安大學