Yerleşik ve Gömülü Uygulamalarda Kontrol İşlemleri ve PC’de Yazı Yazmak İçin Kullanabilen Düşük Maliyetli Genel Amaçlı Bir Konuşma Tanılama Sistemi

Abstract

Bu çalışmada yeni bir düşük maliyetli, mikrodenetleyici kullanılan, konuşmacı bağımlı ses tanıma sistemi tasarlanarak yüksek doğrulukla konuşma tanımayı etkileyen parametreler araştırılmış ve genel amaçlı olarak kullanılabilecek bir sesli kontrol sistemi elde edilmiştir. Gerçekleştirilen sistemde konuşma ile yazı yazabilmek için veriler bir bilgisayara (PC) aktarılmıştır. Bu amaçlarla sistem engelli insanlar veya sağlıklı insanlar tarafından kullanabilir. Konuşma tanımlama devresi kullanılarak, alfabeye ait harfler ve kontrol işlemleri için önceden seçilen bazı kelimeler eğitilebilen sisteme kayıt edilmiştir. Sistemde mikrofon tarafından algılanan sesler karşılığı olan sayısal sinyallere çevrilir. Tanınan seslere ait veriler birer mikrodenetleyici kullanılarak karşılaştırıldıktan sonra, RS232 ve PS/2 iletişimi kullanılarak PC’ye aktarılır. Sistemin esnek yapısı ve gerektiğinde PC den bağımsız olarak da kullanılabilmesi kullanışlılığı artırmaktadır. Sistem gürültüsüz ortamda ve farklı gürültü seviyelerinde, harfler, eşsesli ve eşsesli olmayan kelimeler ile test edilmiştir. Elde edilen veriler SPSS paket programı kullanılarak istatistiksel analize tabi tutulmuştur. Deneyler sırasında gürültü ölçümleri için Rion NL-21 cihazı kullanılmıştır.

Keywords

• Konuşmacı bağımlı,yazı yazma,RS232,PS/2,kontrol

A Low Cost General Purpose Speech Recognition System Used to Control Processes in The Embedded and Stationary System and Write Texts on The PC

Abstract

In this study, a low cost, microcontroller based speaker dependent speech recognition system was designed and parameters affecting speech recognition with high accuracy were investigated and a speech control system which can be used as a general purpose was obtained. In the realized system, the relevant data is transferred to a computer (PC) in order to write text. For these purposes, the system can be used by people with disabilities or healthy people. Using the speech recognition circuit, the letters of the alphabet and some selected words for control operations are recorded in advance in this system which can be trained. Speech voices detected by the microphone in the system are converted into digital signals corresponding to them. Once the data for the recognized voices are compared using a microcontroller, they are transferred to the PC using RS232 and PS2 communication protocol. The flexible structure of the system and the ability to be used stand-alone without PC when necessary also improves its usability. The system has been tested in noiseless environment and with different noise levels, with letters, homophones and non-homophones words. The obtained data were analyzed statistically by using SPSS package program.  During the experiments, Rion NL-21 instrument was used for noise measurements.

Keywords

• Speaker dependent,texting letter,RS232,PS/2,control

References

1. [1].http://www.speech.cs.cmu.edu/comp.speech/Section6/Q6.1.html, 05.10.2017.
2. [2]. https://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/specialprod1/specialprod1_7.html, 16.08.2016.
3. [3]. Alsaka Y.A., Doll S.A., Davis S., “Portable speech recognition for the speech and hearing impaired”, Southeastcon '97. Engineering new New Century., Proceedings. IEEE, Blacksburg, VA, USA, 151-153, (1997).
4. [4]. Thiang, “Implementation of speech recognition on MCS51 microcontroller for controlling wheelchair”, International Conference on Intelligent and Advanced Systems, Kuala Lumpur, Malaysia, 1193-1198, (2007).
5. [5]. Mosbah B.B., “Speech recognition for disabilities people”, Information and Communication Technologies, 2006. ICTTA '06. 2nd, Damascus, Syria, 864-869, (2006).
6. [6]. http://download.springer.com/static/pdf/, 19.08.2016, “Chapter 9, Speech Technology In Military Application”, Springer,_fulltext, pp:289-330.
7. [7]. McCallum M.C., Cambell J.L., Richman J.B., Brown J.L., “Speech recognition and in-vehicle telematics devices: potential reductions in driver distraction”, International Journal of Speech Technology, 7(1): 25–33, (2004).
8. [8]. Lin P.C., Wang J.F., Lin S.C., Mo M.H., “An embedded system design for ubiquitous speech interactive applications based on a cost effective SPCE061a micro controller”, UIC 2006, Ubiquitous Intelligence and Computing, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, LNCS 4159: 83-92, (2006).

9. [9]. Rabenja R., Amine S., Davrdson J., “Speech recognition for game control”, IEEE, Poster Session I : System Level Design, 0-7803-8322-2/04/$20.00 02004 IEEE, 97-99, (2004).
10. [10]. Haleem M. S., “Voice controlled automation system”, Proceedings of the 12th IEEE International Multitopic Conference, 508-512, December, 23-24, (2008).
11. [11]. Ferrando F., Nouveau G., Philip B., Pradeilles P., Soulenq V., Van-Staen G., Courmontagne P., “A voice recognition system for a submarine piloting”, OCEANS 2009 - EUROPE, Bremen, Germany, (2009).
12. [12]. Türk O., Arslan L.M., “Speech recognition methods for speech theraphy”, Signal Processing and Communications Applications Conference, 2004. Proceedings of the IEEE 12th, 410-413, (2004).
13. [13]. Fezari M., Salah M.B., “A voice command system for autonomous robots guidance”, IEEE, AMC’06-Istanbul, Turkey, pp:261-265, (2006).
14. [14]. http://www.tekonoloji.com/2015/06/ses-izi-ve-nefes-izi-parmak-izinin.html, 06.10.2016.
15. [15]. Burunkaya M., Yorulmaz F., “Mikrodenetleyici tabanlı elektronik nota eğitim seti tasarımı ve yapımı”, IATS ’09, 5. International Advanced Technologies Symposium, Karabük, Türkiye, sayfa: 556 – 561, May 13-15, (2009).
16. [16]. Ruiz C.B., Tapias F.E.G., del-Brio B.M., Nuez A.B., Marques N.J.M., “Microcontroller implementation of a voice command recognition system for human-machine interface in embedded systems”, IEEE, 0-7803-9402-X/05/$20.00©, pp:587-591, (2005).
17. [17]. http://www.imagesco.com/speech/HM2007.pdf, 19.08.2017.
18. [18] https://www.lumenvox.com/resources/tips/types-of-speech-recognition.aspx, 05.10.2017.
19. [19]. https://tr.wikipedia.org/wiki/Braille_alfabesi, 16.08.2016.
20. [20]. Chan F.Y., Khalid H.M., “Is talking to an automated teller machine natural and fun?”, Ergonomics, 46(13-14): 1386–1407, (2003).
21. [21]. Yuanyuan S., Jia L., Runsheng L., “Single-chip speech recognition system based on 8051 microcontroller core”, IEEE Transactions on Consumer Electronics, 47(1): 149-153, (2001).
22. [22]. https://en.wikipedia.org/wiki/Data_transmission, 19.08.2016.
23. [23].http://www.camiresearch.com/Data_Com_Basics/RS232_standard.html, 19.08.2016.
24. [24]. http://www.computer-engineering.org/ps2protocol/, 19.08.2016.
25. [25]. http://www.elektrotekno.com/about1660.html, 19.08.2016.
26. [26]. Yıldır M., Burunkaya M., “Ses sentezleyici kullanılan ses tanıma düzeni tasarımı ve yapımı”, UMES’07, Kocaeli, 1: 395-398, (2007).
27. [27]. http://www.imagesco.com/speech/SR-07.pdf, 19.08.2017.
28. [28]. http://320volt.com/rs232-seri-portun-pic-mikro-denetleyiciler-ile-kullanimi/, 19.08.2016.
29. [29]. Burunkaya M., Yıldız S., Karataş İ., “Öğrenci proje çalışmalarında kullanılabilecek düşük maliyetli ve genel amaçlı bir veri toplama sisteminin (VTS) gerçekleştirilmesi”, Bilişim Teknolojileri Dergisi, 4(3): 21-28, (2011).
30. [30]http://www.lima.com.tr/Support/Lima/PS2Keyboard_TR.PDF 15.08.2016, 12:09.
31. [31]. http://320volt.com/mikrodenetleyici-uygulamalari-bilgiler-pic-c-pic16f877/, 19.08.2016.
32. [32].http://www.ume.tubitak.gov.tr/tr/laboratuvarlarimiz/laboratuvar-ortam-kosullari-1 15.08.2016, 17:11.
33. [33] NL-21/NL-31 Sound Level Meter, Rion Co., Ltd., Tokyo, Japan. http://www.noisemeasurement.com.au/downloads/NL-21.pdf, 14.08.2017.
34. [34] Ertaş F., Eskidere Ö., “Yazılım tabanlı sözcük sentezleyici”, DEÜ Müh. Fak. Fen ve Mühendislik Dergisi, 3(1): 1-27, (2001).
35. [35]. Efendioğlu S., İşcan A., “Türkçe ses bilgisi öğretiminde ses olaylarının sınıflandırılması”, A.Ü. Türkiyat Araştırmaları Enstitüsü Dergisi (TAED), Erzurum, 43: 121-143, (2010).
36. [36]. Goktas, H.H., Yucel, M., "A fuzzy logic based device for the determination of temperature dependence of EDFAs", Microwave and Optical Technology Letters, 50(9): 2331-2334, (2008).
37. [37]. Celebi, F. V.,Yucel, M., Goktas, H.H., “Fuzzy logic based device to implement a single CAD model for a laser diode based on characteristic quantities”, Optik, 123(6): 471-474, (2012).
38. [38]. Celebi, F. V.,Yucel, M., Goktas, H.H., Danisman, K., “Intelligent modelling of alpha (α) parameter; comparison of ANN and ANFIS cases”, Optoelectronics and Advanced Materials – Rapid Communications, 7(5-6): 470–474, (2013).