作者：恩智浦物聯(lián)網(wǎng)與安全解決方案資深總監(jiān) Steve Tateosian

使用語音命令來控制我們生活中的機(jī)器通常能夠更加自然（且更快）地與周遭世界進(jìn)行互動(dòng)。隨著越來越多的小型、低成本消費(fèi)設(shè)備取消按鈕，僅提供觸摸屏，語言命令的作用將更加重要。使用基于云的系統(tǒng)來添加語音識(shí)別是一種選擇，但這會(huì)帶來用戶隱私和延遲問題。它們還要求最終用戶具有可訪問的網(wǎng)絡(luò)，并且對(duì)于許多智能家居和消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而言，這往往會(huì)產(chǎn)生高昂成本。

為了幫助設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，恩智浦將離線語音控制帶到了邊緣。

恩智浦EdgeReady SLN-LOCAL-IOT解決方案基于i.MX RT跨界MCU系列，可幫助開發(fā)人員開箱即用地進(jìn)行概念開發(fā)。它的超小外形和“交鑰匙”特性使其成為向智能產(chǎn)品添加語言控制功能的理想平臺(tái)，能夠最大限度地減少風(fēng)險(xiǎn)、產(chǎn)品上市時(shí)間和開發(fā)工作。

這一系統(tǒng)為i.MX RT帶來了高質(zhì)量的遠(yuǎn)場(chǎng)音頻前端、可定制的喚醒詞引擎和命令識(shí)別引擎。當(dāng)和完整的音頻硬件設(shè)計(jì)搭配使用時(shí)，此新解決方案可用于應(yīng)用特定的語音識(shí)別模型。例如，在洗衣機(jī)中，用戶可以通過語言命令來啟動(dòng)洗滌程序。然后，洗衣機(jī)可以詢問適當(dāng)?shù)膯栴}來設(shè)置水溫、旋轉(zhuǎn)周期以及任何其他相關(guān)參數(shù)。

離線實(shí)施意味著能夠消除一些會(huì)增加成本的因素，例如Wi-Fi模塊和云服務(wù)費(fèi)用。在恩智浦低成本i.MX RT106L MCU上運(yùn)行時(shí)，此系統(tǒng)可同時(shí)提供多合一功能和低廉成本。這種組合使其非常適合各種智能家居應(yīng)用，包括開關(guān)、調(diào)光器、小型電器和恒溫器。

另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是設(shè)計(jì)自帶的隱私保護(hù)，這意味著音頻不會(huì)被傳輸?shù)皆?，所有處理都在本地設(shè)備完成，不會(huì)有語音記錄永久存儲(chǔ)在任何地方。SLN-LOCAL-IOT解決方案結(jié)合了許多尖端技術(shù)，而這些技術(shù)通常都來自昂貴得多的硬件和協(xié)處理器DSP。利用i.MX RT的性能，該解決方案可以完成MPU+DSP設(shè)計(jì)中通常提供的大多數(shù)（在許多情況下所有）音頻功能。

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音頻處理前端和本地控制庫是獨(dú)特的使能技術(shù)，并且這兩個(gè)功能可以搭配或分別使用以定制用戶體驗(yàn)。本地控制庫軟件包具有喚醒詞和命令檢測(cè)功能，并且易于集成到任何應(yīng)用中。另外，對(duì)于典型語音模型，使用的RAM不到100KB，這為其余應(yīng)用留出了足夠的RAM。

在設(shè)置并初始化庫之后，應(yīng)用只需將輸入音頻流饋送到控制庫即可。當(dāng)庫檢測(cè)到喚醒詞或命令時(shí)，它將為用戶應(yīng)用程序執(zhí)行回調(diào)以進(jìn)行處理。

為庫提供饋送的是音頻處理前端。該組件負(fù)責(zé)收聽多個(gè)麥克風(fēng)（在語音解決方案中最多三個(gè)），并通過波束成型和回聲消除來清理音頻。前端選擇最佳的波束并將音頻發(fā)送到庫。

通過將語音控制帶到邊緣，恩智浦使開發(fā)人員可以在不犧牲性能、成本或隱私的前提下，引入消費(fèi)者期望的功能。

恩智浦EdgeReady SLN-LOCAL-IOT解決方案的目標(biāo)應(yīng)用：

- 智能照明

- 遮陽物和風(fēng)扇控制

- 智能插頭和插座

- 智能家電

- 機(jī)頂盒和住宅網(wǎng)關(guān)

- 警報(bào)器和恒溫器

- 車庫門開啟器

- 空調(diào)

- 銷售點(diǎn)終端 POS

- 工業(yè)自動(dòng)化

- 免提過程控制

在不久的將來，SLN-LOCAL-IOT有望與其他領(lǐng)先的AI/ML功能相結(jié)合，包括人臉識(shí)別、物體檢測(cè)和異常檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)各種令人興奮的新應(yīng)用。