Модули распознавания голоса — офлайн-голосовое управление

Haiben поставляет электронные компоненты с Shenzhen с 2013, и голос — одна из областей, которые мы охватываем глубоко. Группа голосового распознавания и аудиомикросхем и модулей объединяет голосовые ICs и аудио ICs вместе с голосовыми модулями и аудиомодулями, а также сборку печатных плат для голосовых PCBA. Акцент делается на офлайн-распознавании голоса: голосовом управлении, которое работает локально на устройстве и не требует интернет-соединения.

Офлайн-распознавание: основная идея

Автономный модуль распознавания голоса — часто обозначаемый как модуль распознавания речи — выполняет сопоставление с образцами непосредственно на плате. Сигнал микрофона проходит предварительную обработку, преобразуется в цифровую форму и сравнивается с командными образцами, хранящимися в собственной памяти устройства. Обращения к облачному сервису не происходит, поэтому распознавание продолжает работать при отсутствии сети, а время отклика не зависит от качества соединения.

Компромиссом является охват. Автономные движки строятся вокруг определённого набора команд, поэтому они подходят для изделий, в которых пользователь произносит небольшой предсказуемый словарь: включить, нагреть, изменить уровень, пуск, стоп. Именно таков профиль большинства малых бытовых приборов и светотехнических изделий, поэтому данный подход стал в них распространён. Нужен ли проекту дискретный голосовой IC или готовая плата — решение, которое определяет остальную часть проекта, поэтому его стоит принять на раннем этапе.

Что содержит модуль распознавания голоса

Модуль объединяет функцию распознавания в готовом виде, чтобы её можно было заложить в проект без создания аудиотракта с нуля. Типовое содержимое:

• Вход микрофона со схемой предварительной обработки — смещение, фильтрация и усиление — чтобы захваченный сигнал был чистым перед преобразованием.
• Аналого-цифровой преобразователь и вычислительное ядро, исполняющее прошивку распознавания.
• Память, хранящая командные образцы, а также логика интерфейса, представляющая результаты хост-устройству — триггеры GPIO, последовательная шина или и то и другое.
• Вспомогательные пассивные компоненты, источник тактирования и стабилизатор — всё на одной небольшой плате.

На стороне выхода многие проекты сочетают распознавание с усилителем, чтобы изделие могло подтверждать команды звуком. Наш голосовую микросхему ICs и аудиокаталог ICs включает монофонический аудиоусилитель VC2033 IC: рабочее напряжение 2.5 В до 5.5 В, переключение между классами AB и D, два варианта защиты от отсечения с диапазоном компрессии от отсечения −10 дБ и выходная мощность класса D 3.1 Вт при VDD 5.0 В на нагрузке 4 Ом и 1.8 Вт на нагрузке 8 Ом (THD+N 10%), в корпусе DFN2x2-8L. Родственная деталь VC8210 представляет собой одноканальный аудиоусилитель класса AB/D IC в том же корпусе DFN2x2-8L, рассчитанный на 3.1 Вт в классе D.

Где применяется автономное голосовое управление

Автономное управление подходит для изделий, в которых руки пользователя заняты или органы управления неудобно расположены. Наш магазин MIC содержит отдельную группу плат распознавания голоса PCBA с множеством позиций автономного голосового PCBA, а опубликованные примеры показывают диапазон применений: плата электрочайника с автономным интеллектуальным голосовым распознаванием AC42228-SH001 PCBA; модуль чайной стойки VC100GA-V1.0 с голосовым управлением ASR PCBA; модуль ночника с автономным голосовым управлением ASR PCBA; голосовое устройство лампы от комаров PCBA; и платы модуля голосового управления умным домом PCBA.

Они относятся к разным семействам изделий — электрочайники, чайные стойки, ночники, вентиляторы и платы умного дома — но имеют одну и ту же логику проектирования: фиксированный командный словарь, локальная обработка и простой интерфейс к существующей плате управления прибора. Покупатели, выбирающие голосовые модули для такого рода изделий, обычно начинают со списка команд и механической совместимости, а затем переходят к электронике.

За каталогом стоит линейка Weforsemi, управляемая нашей стопроцентной дочерней компанией, и группа располагает интегрированной цепочкой, охватывающей НИОКР, тестирование пластин, корпусирование, а также производство и продажу голосовых ИИ-чипов. Эта цепочка важна, когда проект переходит от модуля на стенде к плате в серийном производстве: одна и та же организация сопровождает деталь от разработки до корпусирования.

Выбор модуля или голосового PCBA

Есть два практических пути. Стандартный модуль — более быстрое решение, когда его количество команд, интерфейс и напряжение питания подходят изделию, и его можно рассматривать как компонент на собственной плате заказчика. Голосовой PCBA идёт дальше: Haiben собирает схему распознавания вместе с функциями управления изделия на одной плате, поэтому производитель прибора интегрирует проверенный субблок, а не голый модуль.

Для любого из путей выбор определяет следующая информация:

• Слово активации и набор команд, а также необходимость поддержки дикторов или фиксации словаря на этапе сборки.
• Напряжение питания и бюджет тока, взятые из существующей шины хост-изделия.
• Интерфейс к хост-устройству — количество триггерных выходов, последовательный протокол или и то и другое.
• Акустические требования: размещение микрофона, ожидаемое расстояние до пользователя и уровень шума при нормальной эксплуатации.
• Контур платы, расположение разъёмов и крепление, согласованные с чертежом корпуса.
• Аудиовыход, если требуется голосовая обратная связь; здесь выбирается усилитель, такой как VC2033 или VC8210.

Наши Сборка PCB услуга охватывает путь голосового PCBA, от компоновки платы до сборки. Поскольку голосовая функция, усилитель и схема управления хоста задаются совместно, вопросы интерфейса решаются до изготовления оснастки, а не после первых образцов.

Часто задаваемые вопросы

Требует ли автономный модуль распознавания голоса подключения к интернету?

Нет. Распознавание выполняется локально: сигнал микрофона обрабатывается на плате и сопоставляется с хранимыми командными образцами, поэтому изделие работает без сети. Командный словарь определяется на этапе разработки, а не берётся из онлайн-сервиса.

В чём разница между голосовым модулем и голосовым PCBA?

Голосовой модуль предоставляет саму функцию распознавания, готовую к проектированию на хост-плату. Голосовой PCBA объединяет эту функцию со схемой управления изделия на одной собранной плате — наши опубликованные примеры включают платы электрочайников, чайных стоек, ночников, вентиляторов и умного дома — поэтому производитель прибора получает проверенный субблок.

Может ли Haiben поддерживать как часть распознавания, так и аудиоусилитель?

Да. Каталог объединяет голосовой ICs и аудио ICs вместе с голосовыми и аудиомодулями, поэтому устройство распознавания и усилитель можно выбрать в рамках одной задачи. По вопросам голосовых микросхем распознавания начните со страницы голосовую микросхему ICs , на которой перечислены детали и их опубликованные характеристики.