应用于嵌入式系统平台的简易语音播放方法技术方案

本发明专利技术涉及应用于嵌入式系统平台的简易语音播放方法，包括：将目标文本转换为WAV格式文件；处理器将WAV格式文件的采样数据发至DA转换器；DA转换器将采样数据进行数模转换后发至音频放大器进行处理，并通过扬声器进行播放。采用本发明专利技术方法后，可有效降低处理器占用率，降低对处理器的要求，节省嵌入式系统平台语音播放系统的硬件成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，包括：将目标文本转换为WAV格式文件；处理器将WAV格式文件的采样数据发至DA转换器；DA转换器将采样数据进行数模转换后发至音频放大器进行处理，并通过扬声器进行播放。采用本专利技术方法后，可有效降低处理器占用率，降低对处理器的要求，节省嵌入式系统平台语音播放系统的硬件成本。【专利说明】
本专利技术涉及一种语音播放方法，尤其是一种。
技术介绍
近年来，随着电子技术迅猛发展，嵌入式系统平台在越来越广泛的领域得到应用，功能也越来越强大，复杂度也越来越高，嵌入式系统平台语音播放技术也经历了多个阶段的发展。据 申请人:所知，目前常见的嵌入式系统平台语音播放方法通常有三种:(I)通过语音录放芯片(如ISD4003系列)，事先将所需要的语音数据转换成数字信息，并存放至芯片内部；播放时将数字信号再还原成语音即可。这种方法的优点在于:录音时使用高采样率可得到高质量的、自然的语音；但其缺点在于:a.录音时需要专业的录音设备及录音环境，否则会引入无法忍受的环境噪声；b.高采样率需要更多存储空间，与之对应的芯片价格昂贵。(2)采用专业的语音合成芯片(如科大讯飞的XFS5051CE)，基于先进的语音合成技术，通过UART接口接收待合成的文本(包括中文)，然后把文本直接合成为语音输出文件。这种方法的优点在于:简单易用，可选多种发音风格(包括方言)，可基于特殊语境优化，使语音更亲切、自然；但其缺点在于:芯片种类少，价格昂贵。(3)软件解码及播放技术(如常见的GPS语音导航，mp3播放器等)，事先将录制好的音频文件存放至设备内部存储区，需要时通过软件解码，并配合硬件输出语音。这种方法的优点在于:价格便宜，且理论上可播放任何格式的音频文件；但其缺点在于:软件解码需要占用大量的处理器(CPU或MCU)资源，对处理器的要求很高。就目前的实际使用情况而言，大多数场合对语音质量的要求并不高，这就亟需一种对硬件要求更低、过程更加简便、通用性高且成本低廉的嵌入式系统平台语音播放方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的问题，提出一种，可降低处理器占用率，降低对处理器的要求。本专利技术解决其技术问题的技术方案如下:一种，其特征是，应用于含有处理器、FLASH存储器、RAM存储器、DA转换器、音频放大器及扬声器的嵌入式系统平台语音播放系统，所述处理器分别与FLASH存储器、RAM存储器数据连接，所述处理器与DA转换器数据连接，所述DA转换器经音频放大器与扬声器数据连接；所述语音播放方法包括以下步骤:第一步、将目标文本转换为8KHz采样率、16Bit、单声道的标准非压缩PCM编码格式文件，即含有文件头和采样数据的WAV格式文件，所述文件头中含有采样数据的起始位置和长度；然后将该WAV格式文件放入FLASH存储器中，待处理器调用；第二步、所述处理器根据指令在FLASH存储器中找到相应的WAV格式文件，并将该WAV格式文件的文件头调入到RAM存储器中；所述处理器通过读取该WAV格式文件的文件头获知采样数据起始位置及长度，处理器通过DMA传输方式直接从FLASH存储器中将该WAV格式文件的采样数据发至DA转换器；第三步、所述DA转换器将第二步所述采样数据进行数模转换后发至音频放大器进行处理，并通过扬声器进行播放。上述技术方案的主要技术构思如下: 申请人:认为，若要降低处理器占用率，采用专门的语音录放芯片或语音合成芯片则无疑会导致成本高昂，只能在软件方面另辟蹊径。 申请人:经深入地实践研究后发现，利用WAV格式文件播放时无需解码的特点，应能有效降低处理器占用率，同时8KHz采样率、16Bit、单声道的WAV格式文件不仅在语音质量上完全可以满足大多数场合的需要，而且其文件体积也处于可接受范围内；此外采用DMA传输技术可进一步减少处理器的占用率。基于这一重要发现， 申请人:经进一步实践研究后终于得出了上述优化有机组合的技术方案，能有效降低处理器占用率，降低嵌入式系统平台的硬件成本。优选地，还包括语音合并分段播放过程:在第一步中，若存在多个播放长度小于预定值的WAV格式文件，则以其中一个WAV格式文件为基准文件，将其余WAV格式文件中的采样数据依次添加在该基准文件的末端形成新文件，同时将添加的各采样数据的名称、起始位置偏移和长度集合在一起形成数据块，然后将该数据块添加至新文件的末端，形成合并WAV格式文件；所述合并WAV格式文件的文件头中含有合并文件标识符；将该合并WAV格式文件放入FLASH存储器中，待处理器调用；在第二步中，处理器通过读取合并WAV格式文件文件头的合并文件标识符获知该文件为合并WAV格式文件，然后处理器将该合并WAV格式文件末端的数据块读入RAM存储器中并通过名称找到目标采样数据的起始位置偏移和长度，接着处理器以DMA传输方式将目标采样数据发至DA转换器。这样即可进一步缩小音频文件体积，节约存储空间。 优选地，第一步中，先将目标文本转换为MP3格式音频文件，再将此MP3格式音频文件转换为WAV格式文件。这样完全可以利用现有转换软件即可获取与目标文本对应的WAV格式文件，不需要再研制新的转换软件。优选地，第二步中，处理器在将采样数据发至DA转换器前，先判断采样数据长度是否大于DMA传输最大单次发送长度，若是则处理器以中断方式分批次将采样数据发至DA转换器，若否则处理器直接将采样数据发至DA转换器。更优选地，第二步中，处理器具有含寄存器的I2S模块，处理器先将采样数据起始位置和长度写入I2S模块寄存器中,然后再开始DMA传输；若米样数据长度大于DMA传输最大单次发送长度，则处理器以中断方式分批次传输，每次传输时处理器先将采样数据本次起始位置和长度写入I2S模块寄存器中，再开始本次DMA传输。这样即可最大程度地利用好DMA传输技术，尽量减少处理器的工作量。优选地，所述处理器为MCU。采用本专利技术方法后，可有效降低处理器占用率，降低对处理器的要求，节省嵌入式系统平台语音播放系统的硬件成本。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例的硬件组成示意图。图2为图1实施例的主体流程示意图。【具体实施方式】下面参照附图并结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。但是本专利技术不限于所给出的例子。实施例本实施例，应用于含有处理器(如MCU),FLASH存储器、RAM存储器、DA转换器、音频放大器及扬声器的嵌入式系统平台语音播放系统(如图1所示)，处理器分别与FLASH存储器、RAM存储器数据连接，处理器与DA转换器数据连接，DA转换器经音频放大器与扬声器数据连接。如图2所示，语音播放方法包括以下步骤:第一步、先将目标文本转换为MP3格式音频文件，再将此MP3格式音频文件转换为8KHz采样率、16Bit、单声道的标准非压缩PCM编码格式文件，即含有文件头和采样数据的WAV格式文件，文件头中含有采样数据的起始位置和长度；然后将该WAV格式文件放入FLASH存储器中，待处理器调用；第二步、处理器根据指令在FLASH存储器中找到相应的WAV格式文件，并将该WAV格式文件的文件头调入到RAM存储器中；处理器通过读取该WAV格式文件的文件头获知采样数据起始位置及长度，处理器通过DMA传输方式直接从FLASH存储器中将该WA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于嵌入式系统平台的简易语音播放方法，其特征是，应用于含有处理器、FLASH存储器、RAM存储器、DA转换器、音频放大器及扬声器的嵌入式系统平台语音播放系统，所述处理器分别与FLASH存储器、RAM存储器数据连接，所述处理器与DA转换器数据连接，所述DA转换器经音频放大器与扬声器数据连接；所述语音播放方法包括以下步骤：第一步、将目标文本转换为8KHz采样率、16Bit、单声道的标准非压缩PCM编码格式文件，即含有文件头和采样数据的WAV格式文件，所述文件头中含有采样数据的起始位置和长度；然后将该WAV格式文件放入FLASH存储器中，待处理器调用；第二步、所述处理器根据指令在FLASH存储器中找到相应的WAV格式文件，并将该WAV格式文件的文件头调入到RAM存储器中；所述处理器通过读取该WAV格式文件的文件头获知采样数据起始位置及长度，处理器通过DMA传输方式直接从FLASH存储器中将该WAV格式文件的采样数据发至DA转换器；第三步、所述DA转换器将第二步所述采样数据进行数模转换后发至音频放大器进行处理，最终通过扬声器进行播放。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周宇，
申请(专利权)人：光一科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：