【摘 要】
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从二十一世纪起,我们就进入了“信息无障碍”的时代,这意味着全社会的所有群体都可以方便快捷地获取信息,包括盲人及视障人士。盲人阅读器的功能就是将可视化的信息转换为语音,可以很好地辅助盲人获取印刷版或电子版的文字信息。立足于方便盲人携带,本文结合SoPC来设计盲人阅读器,可以灵活地对系统进行拓展、裁剪和更新,并兼顾软件和硬件编程,易于实现便携式系统。本设计选择DE2-115开发板为硬件开发平台,通过M
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从二十一世纪起,我们就进入了“信息无障碍”的时代,这意味着全社会的所有群体都可以方便快捷地获取信息,包括盲人及视障人士。盲人阅读器的功能就是将可视化的信息转换为语音,可以很好地辅助盲人获取印刷版或电子版的文字信息。立足于方便盲人携带,本文结合SoPC来设计盲人阅读器,可以灵活地对系统进行拓展、裁剪和更新,并兼顾软件和硬件编程,易于实现便携式系统。本设计选择DE2-115开发板为硬件开发平台,通过MTLC显示文本图片;通过SD卡存储图片、文本和音频文件;通过WM8731后输出音频文件。本文主要工作如下:(1)设计硬件系统。硬件设计主要完成处理器和外围设备的定制。在Quartus Ⅱ中建立工程、选择适配芯片。在Qsys中添加系统基本IP核、用于SD卡的SPI IP核和用于WM8731的AUDIO IP核。用硬件描述语言完成顶层设计以整合各类文件、搭建系统硬件结构框架,配置引脚后下载程序到开发平台。(2)实现汉字识别。汉字识别部分将BMP文件转换为TXT文件,在PC端使用VS2019完成算法的实现和调试。汉字识别使用最小距离分类方法进行匹配,先用像素密度特征粗分类全部汉字。再融合网格特征和外围特征构成双分类器,基于融合相似度、采用一定策略设定合适的阈值。若融合相似度小于该阈值则判定为普通汉字,并输出识别结果;若大于该阈值则判定为相似字,还需添加结构点特征来进一步识别。另外,使用近年来备受关注的深度学习的代表性模型对汉字识别进行了研究和实现,以综合对比多项性能指标来验证和说明本文所设计的算法及盲人阅读器系统的优势和合理性。(3)实现语音播报。语音播报将TXT文件转换为WAV文件,结合微软的SAPI语音合成引擎合成立体声双声道的语音,可直接在PC端输出或以WAV文件输出,可以随时暂停或停止,并可以根据需求调节语音的语速和音量。(4)设计软件系统。在Nios Ⅱ SBT for Eclipse中建立Nios Ⅱ工程,载入Qsys系统生成的sopcinfo文件来匹配系统硬件和软件部分。通过修改相关的接口函数和库函数后将已实现的算法代码移植到Nios Ⅱ工程中,编译执行。除此之外,还需要完成SD卡的读写操作和WM8731的写操作。综上所述,论文主要在研究汉字识别和语音播报的软件算法的基础上,再在硬件平台上实现盲人阅读器系统,旨在实现盲人阅读器的功能并具备便携性,便于盲人使用。
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