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受夠了複雜的OSD菜單?手把手教你為顯示器嵌入“聽懂人話”的離線語音識別能力

面對顯示器上密密麻麻的OSD按鍵和複雜的多級菜單,我作為一家顯示器廠商選擇用一塊不足掌心大小的語音識別模塊,讓傳統顯示器聽懂人話,開啓了人機交互的新篇章。

想象一下,你不需要在顯示器側面摸索那些難以區分的物理按鍵,也不用在複雜的屏幕菜單中逐級尋找亮度調節選項,只需説出“調亮一點”或“切換到HDMI輸入”,顯示器便能瞬間響應——這不再是科幻電影的場景。

基於啓英泰倫CI-D03GS01J離線語音識別模塊,我們可以將任何一台普通顯示器升級為智能語音交互設備,徹底解決傳統顯示器操作繁瑣的痛點。


01 痛點起源:現代顯示器的交互困境

現代顯示器的功能日益豐富,從基礎的亮度、對比度調節到色温、遊戲模式等專業設置,OSD菜單變得越來越複雜。大多數顯示器僅配備4-6個物理按鍵,卻要控制數十項功能,用户不得不記住特定的按鍵組合和菜單導航路徑。

更令人沮喪的是,當我們需要快速調節時——比如在玩遊戲時覺得屏幕太暗,或在看視頻時希望增加對比度——必須暫停當前活動,摸索顯示器背面的按鍵,進入層層菜單才能完成調整。這種中斷式交互嚴重影響了用户體驗的流暢性。

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02 技術選型:為何選擇CI-D03GS01J模塊

在眾多離線語音解決方案中,啓英泰倫CI-D03GS01J模塊以其高度集成即插即用的特性脱穎而出。

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這款模塊尺寸僅為30mm×40mm,搭載CI1303芯片,配備4MB FLASH存儲,支持最多500條離線命令詞識別。模塊板載功放,集成了1路麥克風輸入、1路喇叭輸出和1路5V電源及UART接口,實現了最小外部元件需求。

與需要網絡連接的雲端語音方案相比,離線方案具有零延遲、高隱私保護和不受網絡環境影響等優勢。而相比於其他離線方案,CI-D03GS01J的獨特之處在於其支持離線NLP算法方言命令詞自學習功能。

下表展示了CI-D03GS01J模塊的核心參數:

參數類別 具體規格 應用意義
物理尺寸 30mm×40mm 易於集成到各種設備中
主芯片 CI1303 專為語音處理優化的神經網絡處理器
存儲容量 4MB FLASH 可存儲語言模型和大量的命令詞條指令
命令詞支持 最多500條 滿足複雜控制需求
音頻接口 1路麥克風+1路喇叭 完整的語音輸入輸出能力
數據接口 UART(5V電平) 與主控設備簡單連接
工作温度 -40℃~85℃ 適應各種環境條件
特殊功能 方言自學習、離線NLP、高抗噪 提升識別率和用户體驗

這款模塊所搭載的芯片屬於啓英泰倫CI13XX系列,該系列模塊採用BNPU V3架構,支持DNN、TDNN、RNN、CNN等神經網絡及並行矢量運算,可實現語音識別、聲紋識別、命令詞自學習等多種功能。

03 系統設計:語音模塊與顯示器的集成方案

將CI-D03GS01J模塊集成到顯示器系統中,需要構建一個完整的硬件生態系統。系統主要由三部分組成:語音識別模塊、主控板和顯示器本身。

最直接的方法是利用顯示器的MCU作為主控制器,通過UART接口與語音模塊通信。當語音模塊識別到有效命令後,會將對應的指令代碼通過串口發送給顯示器MCU,MCU再執行相應的顯示控制功能。

硬件連接主要包括三個部分:電源連接、音頻連接和數據連接。CI-D03GS01J模塊需要5V供電,可以直接從顯示器內部電源獲取;麥克風和喇叭連接模塊對應的接口(顯示器有交互界面可無需使用喇叭,可節約成本);UART接口則連接到主控板的串口引腳。

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系統的軟件架構同樣重要。語音模塊固件需要包含喚醒詞檢測、命令詞識別和結果輸出三個核心部分。啓英泰倫提供了完整的開發工具鏈,開發者可以通過其官方開發平台☞語音AI平台簡單高效的自定義喚醒詞和命令詞,選擇適合特定環境和不同國家語種的語言模型。

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04 實戰操作:從零構建語音控制顯示器

開始實際構建前,需要準備以下材料:CI-D03GS01J模塊、兼容的麥克風、UART及5V電源連接線、主控板(如STM32或ESP32系列)以及目標顯示器。

第一步是硬件組裝。將麥克風正確連接到CI-D03GS01J模塊的對應接口(在背板上注意設計一個開孔結構供麥克風拾音)。然後將語音模塊的UART接口連接到主控板,建立主控板與顯示器之間的控制鏈路(顯示器主控板設計時預留UART接口)。

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電源管理至關重要。確保主控板給語音模塊提供的是穩定純淨的5V電源,以達到穩定的語言識別效果。

固件生成配置是項目的核心環節。首先需要通過啓英泰倫的語音AI平台創建項目,定義喚醒詞和命令詞集。官網文檔中心提供了視頻教程,跟着做簡直是小白的福音。

視頻教程地址:☞軟件篇06:平台5分鐘完成單麥離線固件(第一講:製作定製協議的固件) - 啓英泰倫文檔中心

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對於顯示器控制,典型的命令詞可能包括:

  1. 基礎控制:“開機”、“關機”、“菜單”
  2. 顯示調節:“調亮一點”、“降低亮度”、“增加對比度”
  3. 輸入源切換:“切換到HDMI”、“切換到DP口”
  4. 預設模式:“遊戲模式”、“電影模式”、“閲讀模式”

每個命令詞都輸入AI平台後,會生成一個可用的固件,根據步驟燒錄到CI-D03GS01J模塊中即可安裝到顯示器上進行與主控板的聯合調試了。

代碼聯調階段,主控板需要實現串口通信協議解析。CI-D03GS01J模塊識別到有效命令後,會通過UART發送預設的指令代碼。主控板收到代碼後,需要將其轉換為顯示器能夠理解的控制信號。

例如,當用户説“亮度增加”時,語音模塊識別成功,通過串口發送指令碼“0x01”;主控板收到“0x01”後,去控制顯示器亮度增加,並通過顯示屏顯示“增加亮度”的百分比。

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05 命令詞設計:符合直覺的語音交互邏輯

精心設計的語音命令詞集是項目成功的關鍵。命令詞需要簡潔、易記且符合用户直覺。研究表明,自然語言式的命令比簡化的代碼式命令更容易被用户接受和記住。

對於顯示器控制,可以將命令詞分為幾個邏輯組:

基礎控制命令:這是最常用的命令集,包括“打開顯示器”、“關閉屏幕”、“顯示菜單”、“退出菜單”、“確認選擇”等。這些命令應當設計得儘可能簡短,避免過長短語增加識別難度。

參數調節命令:顯示器的可調參數眾多,如亮度、對比度、色温、鋭度等。可以設計兩種調節方式:一是精確數值調節,如“亮度調到70”;二是相對調節,如“亮一點”、“再暗些”。後者更符合自然對話習慣。

場景模式命令:現代顯示器通常預設了多種場景模式,如“遊戲模式”、“電影模式”、“閲讀模式”、“省電模式”。語音命令可以直接調用這些模式,比通過菜單層層選擇高效得多。

輸入源管理命令:多輸入接口是現代顯示器的標配,語音命令可以快速切換輸入源,如“切換到HDMI一號”、“切換到筆記本電腦”。

為了提高識別準確率,需要為同一功能設置多個同義詞命令。例如,“調亮一點”、“增加亮度”、“亮一些”都可以映射到亮度增加功能。CI-D03GS01J模塊支持500條命令詞,這為豐富的同義詞設計提供了充足空間。

06 優化調試:提升識別率與用户體驗

離線語音識別在複雜環境下面臨諸多挑戰,但通過系統性優化可以顯著提升實用性和用户滿意度。

環境噪聲處理是首要問題。顯示器可能被放置在辦公室或客廳等不同噪聲環境。CI-D03GS01J模塊本身具備高抗噪能力,支持遠場語音識別。在實際部署中,抗噪性能優異。

識別準確率優化需要多管齊下。各個詞條可以單獨進行參數調節(需在SDK軟件開發包中進行開發)。參考文檔:☞語音識別效果優化 - 啓英泰倫文檔中心。

07 應用擴展:語音控制顯示器的廣闊前景

基礎功能實現後,這一系統可以擴展為更加智能和全面的解決方案。

智能辦公環境中,語音控制的顯示器可以與會議室系統集成。演講者無需助手,通過語音命令即可切換輸入源、調整音量、控制燈光和窗簾,打造無縫的演示體驗。

對於無障礙輔助應用,語音控制為行動不便的用户提供了獨立操作顯示器的可能。結合眼動追蹤或頭部追蹤技術,可以構建多模態的無障礙交互系統。

工業控制場景,操作員在雙手忙碌時,可以通過語音命令調出不同的監控界面、調整參數顯示或切換數據源。CI-D03GS01J模塊的工業級設計支持-40℃至85℃的工作温度範圍,適合各種工業環境。

多設備協同是另一個有前景的方向。單個語音模塊可以控制多個顯示器,實現“同步所有屏幕亮度”或“會議室屏幕全部關機”等批量操作。

未來的增強功能可能包括個性化用户識別,系統識別不同用户的聲音,自動加載其偏好的顯示設置;上下文感知,系統根據當前顯示內容智能推薦相關調節選項;與智能家居系統集成,通過顯示器控制整個房間的環境。

類似項目已經驗證了語音控制在特定場景中的價值。例如,使用啓英泰倫芯片構建的語音激活番茄鍾計時器,通過簡單的語音命令幫助用户管理時間,無需觸摸設備。


結語:讓“聽懂人話”成為顯示器的標準能力

從繁複的物理按鍵到直覺式的語音對話,我們為顯示器交互帶來的不僅是一項新功能,更是一種根本性的體驗革新。通過集成啓英泰倫CI-D03GS01J這樣的離線語音識別模塊,傳統顯示器得以突破硬件交互的侷限,以一種更自然、更高效的方式融入用户的工作與生活。

回顧整個方案,其核心價值在於三個層面的突破:在技術上,它證明了離線、低功耗、高精度的語音交互完全可以在成本可控的前提下,集成於成熟電子產品中;在體驗上,它將用户從 memorizing 按鍵組合和 menu-diving 中解放出來,實現了“所想即所得”的即時控制;在行業上,它為顯示設備乃至更多人機交互界面,指明瞭一條通往“無感智能”的可行路徑。

技術的終點始終是服務於人。當深夜加班的工程師、追求高效的遊戲玩家、或是需要無障礙輔助的用户,都能通過最本能的“説話”方式與設備溝通時,科技便真正迴歸了它的工具本質。這塊不足掌心大小的模塊,其意義遠不止於替代幾個按鍵,它開啓的是一扇門——讓機器更好地理解人的意圖,而非讓人去適應機器的邏輯。

未來,隨着語音識別、自然語言處理與設備生態的進一步融合,語音交互必將從一種“增強功能”進化為“基礎能力”。而我們今天所探索的,正是這條演進道路上堅實的一步。讓每一台顯示器都能“聽懂人話”,這不僅僅是一個技術項目的終點,更是下一代智能終端交互體驗的起點。

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