[其他]公共交通汉语语音合成报站器

说明书

本实用新型系将汉语语音合成技术用于公共交通报站上，属于语音信号处理与合成技术在报站方面的应用。为了减轻公共交通上售票人员报站、讲话的劳动强度，可以采用报站器。目前汽车上采用的报站器是录音播放式，由于有机械转动部分，磁头、磁带磨损大，故障率高。尤其是在汽车运行途中的强烈振动与颠簸，磁带长度易发生变化，报站经常出错，而且在进带和倒带过程中不易找到准确位置，在汽车不规则停站的情况下，更不易及时调到所需报的站名。

本实用新型的目的在于克服上述报站器的不足之处而提供一种新的产品，该产品采用专用微机系统作成报站器，不存在机械转动部分，可靠性高，体积小，结构简单，机内存储报站的各种日常用语，控制方便，不受前后顺序的限制。

汉语语音合成报站器是采用先进的语音处理、语音合成技术，将处理后的语音代码存放在计算机的存储芯片中，语音信号的处理过程是将模拟语音信号经过予滤波，抗混叠干扰后经模－数转换，变成数字语音信号，存入磁盘中进行多种语音处理，处理内容包括确定语音的起始和结束，语音的能量、过零率分布、语音的基音检测，语音的特征参数提取，最后将这些特征量编码存放在报站器的内存ROM中。经模－数转换后的语音信号，传输速率很高，约120K    bit／秒，占内存容量很大，不实用。语音信号处理后的语音数据大大压缩，可降至2K    bit／秒，约压缩60倍左右，而且音质仍能满足一定要求。

本实用新型的原理方框图如附图1所示：图中时钟发生器（1）产生4MC晶体振荡信号，经分频为中央处理器（2）（简称CPU）提供时钟脉冲，芯片采用Z80A，（3）为EPROM存放监控程序、发音程序及语音代码数据。语音合成器（4）采用TMS5220语音合成芯片，其输出经过滤波再经功率放大器（5）输至负载喇叭（6）。电源（7）为电路部分提供24V，＋5V，－5V电源。缓冲器（8）用于CPU对控制器的查询，报站控制器（9）控制需要合成的语句。锁存器（10）锁存由CPU向控制器发出的信号。输入输出接口译码电路（11）控制系统的各输入输出接口部件工作。

本报站器工作原理如下：

系统接通电源后，中央处理器（2）在监控程序的控制下，不断地向控制器发出搜索信号，并接收控制器发出信号，判断有无命令键入。在有控制信号输入时，计算机对控制信号进行译码，找出所需要的发音地址，并将该地址区的数据送到语音合成芯片。语音合成器（4）是一种外围接口芯片，当它接收到语音数据后，适时地向CPU（2）发出等待命令，CPU（2）通过插入等待时钟周期，使之相互协调工作。

只读存贮器EPROM（3）是报站器极为重要的部件，它是决定报站器质量的关键。为制作语音ROM，需对原始语音数据进行较大量的计算处理，需要采用较高深语音处理技术和花费较多时间。

当CPU从数据ROM读入数据送入语音合成器（4）后，它能对数据自动译码，并通过合成器计算转换为数字语音信号，数字信号经适当内插D／A转换为模拟语音信号，输出的模拟语音信号经过滤波加到功率放大器（5），输至负载喇叭（6）。

系统软件流程图如附图2所示。

附图2为系统软件流程图。程序主要分两大部分：系统管理程序和发音程序。系统管理程序主要完成输入命令译码，转入指定发音语句的存贮数据地址。系统输入是依靠键盘来实现的，并采用上档、下档键。电源接通后，计算机初始化，然后CPU向输入接口发出搜索指令，查询有无命令输入，若没有就不断搜索，直到接收到命令为止。命令接收后，先区分上档还是下档键，然后分别转入各自译码部分。经译码后就找到需要发音语句数据地址的地址，发音程序取得数据地址后，就得到语音数据。

发音程序大致如下，先对TMS5220发出复位命令，然后发外部讲命令，此后CPU就从EPROM中取出发音数据送至TMS5220的先进先出缓冲器。当数据超出堆栈深度的一半以上，TMS5220就开始对堆栈中的数据处理，合成并输出数据。当发音遇到结束标志，发音就停止，系统又回到初始状态。