Raspberry Pi-Spracherkennung:Ein einfaches Spracherkennungsprojekt

Wir können nicht leugnen, wie Sprachassistenten und sprachgesteuerte Hausautomationssysteme die Dinge einfacher machen. Vielleicht ist die große Frage:Wie funktioniert die Spracherkennung? Und wie kann ich einen bauen? Spracherkennungssysteme können verschiedenen Zwecken dienen. Sie können Aufgaben ausführen oder Ihr Zuhause basierend auf Ihren Sprachbefehlen steuern. Obwohl der Umgang mit der Spracherkennung schwierig sein kann, machen wir es Ihnen leicht. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie ein Raspberry Pi-Spracherkennungssystem erstellen. Außerdem erhalten Sie einen Einblick in die Funktionsweise der Spracherkennung.

Fangen wir an!

Raspberry Pi-Spracherkennung

Raspberry Pi

Bevor wir auf die technischen Details eingehen, was kann dieses Raspberry Pi-Spracherkennungssystem? Ein Spracherkennungssystem hört zu und führt Aufgaben basierend auf Ihren Sprachbefehlen aus.

Typischerweise beinhalten diese Aufgaben das Steuern von Lasten, die mit der Schaltung verbunden sind. Sie können die Schaltung jedoch so anpassen, dass sie jede gewünschte Aufgabe erfüllt.

Noch wichtiger ist, dass der Raspberry Pi die Spracherkennung direkt verarbeiten kann, ohne die Hilfe anderer Geräte zu benötigen. Alles, was Sie tun müssen, ist, ein Mikrofon anzuschließen, um mit Ihrem Pi zu sprechen.

Außerdem können Sie dieses System aktiv halten und jederzeit Befehle erteilen.

Funktionsweise der Spracherkennung

Es ist unglaublich, wie wir mit unseren Geräten sprechen können und sie reagieren. Aber Computer verstehen die menschliche Sprache nicht.

Was passiert ist, dass wir Schwingungen in der Luft erzeugen, wenn wir sprechen, was Energie erzeugt. Dann wandelt das Mikrofon, in das wir sprechen, die Energie in elektrische Signale um.

Wir produzieren jedoch analoge Signale, die Computer nicht verstehen können. Ein AC/DC-Wandler wandelt das Signal also in ein digitales um.

Nach der Digitalisierung filtert es außerdem das Signal und unterdrückt Rauschen mit Hilfe komplexer Verarbeitungssysteme für natürliche Sprache. Anschließend erstellt der Computer die perfekte Antwort für das Tonsignal.

Wie man ein Spracherkennungssystem baut

Für dieses Projekt verwenden wir die Sprach-API von Google, um unsere Sprache in Text umzuwandeln. Dann wird Espeak die Antworten des Pi für dieses Raspberry Pi-Projekt in Sprache umwandeln.

Was wir brauchen

Hier ist eine Liste der Komponenten, die wir für dieses Projekt benötigen.

• Himbeer-Pi
• Überbrückungsdrähte
• Relais
• USB-Mikrofon
• Sprecher

Schaltplan

Schaltplan

Hardwareverbindungen

Lautsprecher

Der Hardwareaufbau für diese Schaltung umfasst nur wenige Verbindungen. Und Sie können sie in beliebiger Reihenfolge verbinden.

Schließen Sie zuerst Ihr USB-Mikrofon an den USB-Anschluss des Pi an. Schließen Sie dann Ihren Lautsprecher mit einem 3,5-mm-Klinkenstecker an. Außerdem wandelt der Lautsprecher die vom Mikrofon erzeugten elektrischen Signale in Schallwellen um. Stellen Sie dabei sicher, dass Ihr Lautsprecher über eine Aux-Option verfügt.

Sie können die Glühlampe auch über das Relais anschließen. Auf diese Weise ist es einfach, das Relais an die Pi-Platine anzuschließen. Folgen Sie einfach dem Schaltplan, um zu sehen, wie das Relais und die Glühlampe angeschlossen werden.

Schalten Sie schließlich Ihren Pi mit Ihrem USB-Kabel ein und Ihre Hardware-Einrichtung ist abgeschlossen.

Software-Einrichtung

Nachdem die Hardwarephase abgeschlossen ist, fahren Sie mit der Software fort. So richten Sie den Raspberry Pi für den Empfang von Sprachbefehlen ein.

Schritt 1:Schließen Sie das Mikrofon an

USB-Mikrofon

Das USB-Mikrofon kann AC/DC-Wandlungen verarbeiten und verfügt über einen eingebauten Verstärker. Daher können wir es ohne externe Schaltungen oder Verstärker direkt an den Pi anschließen.

Jetzt müssen Sie überprüfen, ob Ihr Mikrofon funktioniert. So einfach geht das:

• Öffnen Sie zuerst Ihr LXterminal und geben Sie den folgenden Code ein:

• Verwenden Sie dann die Pfeiltasten, um Ihr angeschlossenes Mikrofon in dem sich öffnenden Dialogfeld auszuwählen.

Hinweis:Es kann einen anderen Namen haben, z. B. „USB PnP Sound Device.“

• Drücken Sie danach F6, um die Aufnahmelautstärke Ihres Mikrofons einzustellen. Außerdem müssen Sie für diese Aufgabe die Pfeiltasten verwenden.

• Testen Sie als Nächstes Ihr Mikrofon mit dem folgenden Code:

Der Code startet eine Aufnahme und speichert sie als test.wav.

• Geben Sie außerdem den folgenden Befehl ein, um Ihre Testaufnahme abzuspielen:

Es ist ein einfacher Test, um zu überprüfen, ob Ihr Mikrofon richtig funktioniert. Wenn Sie also Ihr Mikrofon nicht im Dialogfeld sehen, überprüfen Sie Ihre Verbindungen. Wenn Ihr Mikrofon im Dialogfeld angezeigt wird, der Ton jedoch gestört oder falsch ist, überprüfen Sie Ihre Verbindung oder ändern Sie Ihre Hardware.

Schritt 2:Spracherkennungsbibliotheken installieren

Sie benötigen einige Bibliotheken, um den Programmierstress zu verringern. Die Bibliotheken, die wir brauchen, sind die Espeak-Bibliothek und die Spracherkennungsbibliothek. Außerdem benötigen Sie die PYAudio-Bibliothek.

Führen Sie die folgenden Codes aus, um die Bibliotheken herunterzuladen:

Testen Sie als Nächstes Ihre Espeak-Bibliothek mit dem folgenden Code. Wenn es funktioniert, hören Sie Ihr Testwort.

Hinweis:Wenn es nicht funktioniert oder Sie eine Fehlermeldung erhalten, überprüfen Sie, ob Sie den richtigen Code verwendet haben, und versuchen Sie es erneut.

Schritt 3:Codieren Ihres Raspberry Pi-Sprachprogramms

Hier ist der vollständige Code, den Sie für dieses Projekt benötigen:

Code für das Sprachprogramm Raspberry Pi

Hinweis:Stellen Sie sicher, dass Sie den Code richtig eingeben, um Fehler zu vermeiden.

Wie die Schaltung Wechselstromlasten über Sprachbefehle steuert

Spracherkennungsaufgaben

Der Raspberry Pi wartet immer auf das Schlüsselwort, das seinen Code aktiviert, auch im Leerlauf. Sobald Sie also das Schlüsselwort sprechen, das in diesem Fall „Hallo“ ist, beginnt der Code.

Außerdem führt der Code die Befehle aus, die die Wechselstromlast (Glühbirne) entweder ein- oder ausschalten können. Sobald der Pi die Aufgabe abgeschlossen hat, antwortet er über den Lautsprecher. Danach kehrt der Pi in seinen Ruhezustand zurück und wartet auf den nächsten Befehl.

Interessanterweise können Sie den Code optimieren, um andere Formen der AC-Last zu steuern und andere Aufgaben auszuführen. Außerdem können Sie einen anderen Auslöser auswählen, um Ihren Code zu aktivieren.

Zusammenfassung

Alexa Sprachgesteuertes System

Dieses sprachgesteuerte System ist zwar nicht so gut wie Alexa oder Google Voice Assistant, aber es ist eine großartige Möglichkeit, Ihrem Zuhause ein sprachgesteuertes Projekt hinzuzufügen.

Außerdem können Sie einige Geräte in Ihrem Zuhause steuern und sogar Audio-Feedback von der Schaltung hören. Das Beste daran ist, dass Sie nur wenige Verbindungen und Codierung benötigen, um Ihr sprachgesteuertes Raspberry Pi-System aufzubauen.

Was halten Sie von diesem Projekt? Willst du einen bauen? Bitte zögern Sie nicht, uns bei Fragen zu kontaktieren.