[其他]公共交通漢語語音合成報站器

在審

• 申請號: 87214624
• 申請日: 1987-10-07
• 公開（公告）號: CN87214624U
• 公開（公告）日: 1988-04-13
• 發明（設計）人: 蘇廣川;向茂楠;范中;宋利軍;李光宇
• 申請（專利權）人: 北京工業學院
• 主分類號: G08B3/00
• 分類號: G08B3/00
• 代理公司: 北京工業學院專利事務所
• 代理人: 劉淑敏

本實用新型系將漢語語音合成技術用于公共交通報站上，屬于語音信號處理與合成技術在報站方面的應用。為了減輕公共交通上售票人員報站、講話的勞動強度，可以采用報站器。目前汽車上采用的報站器是錄音播放式，由于有機械轉動部分，磁頭、磁帶磨損大，故障率高。尤其是在汽車運行途中的強烈振動與顛簸，磁帶長度易發生變化，報站經常出錯，而且在進帶和倒帶過程中不易找到準確位置，在汽車不規則停站的情況下，更不易及時調到所需報的站名。

本實用新型的目的在于克服上述報站器的不足之處而提供一種新的產品，該產品采用專用微機系統作成報站器，不存在機械轉動部分，可靠性高，體積小，結構簡單，機內存儲報站的各種日常用語，控制方便，不受前后順序的限制。

漢語語音合成報站器是采用先進的語音處理、語音合成技術，將處理后的語音代碼存放在計算機的存儲芯片中，語音信號的處理過程是將模擬語音信號經過予濾波，抗混疊干擾后經模－數轉換，變成數字語音信號，存入磁盤中進行多種語音處理，處理內容包括確定語音的起始和結束，語音的能量、過零率分布、語音的基音檢測，語音的特征參數提取，最后將這些特征量編碼存放在報站器的內存ROM中。經模－數轉換后的語音信號，傳輸速率很高，約120K????bit／秒，占內存容量很大，不實用。語音信號處理后的語音數據大大壓縮，可降至2K????bit／秒，約壓縮60倍左右，而且音質仍能滿足一定要求。

本實用新型的原理方框圖如附圖1所示：圖中時鐘發生器（1）產生4MC晶體振蕩信號，經分頻為中央處理器（2）（簡稱CPU）提供時鐘脈沖，芯片采用Z80A，（3）為EPROM存放監控程序、發音程序及語音代碼數據。語音合成器（4）采用TMS5220語音合成芯片，其輸出經過濾波再經功率放大器（5）輸至負載喇叭（6）。電源（7）為電路部分提供24V，＋5V，－5V電源。緩沖器（8）用于CPU對控制器的查詢，報站控制器（9）控制需要合成的語句。鎖存器（10）鎖存由CPU向控制器發出的信號。輸入輸出接口譯碼電路（11）控制系統的各輸入輸出接口部件工作。

本報站器工作原理如下：

系統接通電源后，中央處理器（2）在監控程序的控制下，不斷地向控制器發出搜索信號，并接收控制器發出信號，判斷有無命令鍵入。在有控制信號輸入時，計算機對控制信號進行譯碼，找出所需要的發音地址，并將該地址區的數據送到語音合成芯片。語音合成器（4）是一種外圍接口芯片，當它接收到語音數據后，適時地向CPU（2）發出等待命令，CPU（2）通過插入等待時鐘周期，使之相互協調工作。

只讀存貯器EPROM（3）是報站器極為重要的部件，它是決定報站器質量的關鍵。為制作語音ROM，需對原始語音數據進行較大量的計算處理，需要采用較高深語音處理技術和花費較多時間。

當CPU從數據ROM讀入數據送入語音合成器（4）后，它能對數據自動譯碼，并通過合成器計算轉換為數字語音信號，數字信號經適當內插D／A轉換為模擬語音信號，輸出的模擬語音信號經過濾波加到功率放大器（5），輸至負載喇叭（6）。

系統軟件流程圖如附圖2所示。

附圖2為系統軟件流程圖。程序主要分兩大部分：系統管理程序和發音程序。系統管理程序主要完成輸入命令譯碼，轉入指定發音語句的存貯數據地址。系統輸入是依靠鍵盤來實現的，并采用上檔、下檔鍵。電源接通后，計算機初始化，然后CPU向輸入接口發出搜索指令，查詢有無命令輸入，若沒有就不斷搜索，直到接收到命令為止。命令接收后，先區分上檔還是下檔鍵，然后分別轉入各自譯碼部分。經譯碼后就找到需要發音語句數據地址的地址，發音程序取得數據地址后，就得到語音數據。

發音程序大致如下，先對TMS5220發出復位命令，然后發外部講命令，此后CPU就從EPROM中取出發音數據送至TMS5220的先進先出緩沖器。當數據超出堆棧深度的一半以上，TMS5220就開始對堆棧中的數據處理，合成并輸出數據。當發音遇到結束標志，發音就停止，系統又回到初始狀態。