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一， 语音合成技术原理 语音合成（test to speech）,简称TTS。将文字转化为语音的一种技术，类似于人类的嘴巴，通过不同的音色说出想表达的内容。 在语音合成技术中，主要分为 语言分析部分 和 声学系统部分 ，也称为 前端部分 和 后端部分， 语言分析部分主要是根据输入的文字信息进行分析，生成对应的语言学规格书，想好该怎么读；声学系统部分主要是根据语音分析部分提供的语音学规格书，生成对应的音频，实现发声的功能。 1. 语言分析部分 语言分析部分的流程图具体如下，可以简单的描述出语言分析部分主要的工作。 文本结构与语种判断： 当需要合成的文本输入后，先要判断是什么语种，例如中文，英文，藏语，维语等，再根据对应语种的语法规则，把整段文字切分为单个的句子，并将切分好的句子传到后面的处理模块。 文本标准化： 在输入需要合成的文本中，有阿拉伯数字或字母，需要转化为文字。根据设置好的规则，使合成文本标准化。例如， “请问您是尾号为8967的机主吗？“8967”为阿拉伯数字，需要转化为汉字“八九六七”，这样便于进行文字标音等后续的工作；再如，对于数字的读法，刚才的“8967“为什么没有转化为”八千九百六十七“呢？因为在文本标准化的规则中，设定了”尾号为+数字“的格式规则，这种情况下数字按照这种方式播报。这就是文本标准化中设置的规则。 文本转音素： 在汉语的语音合成中，基本上是以拼音对文字标注的，所以我们需要把文字转化为相对应的拼音，但是有些字是多音字，怎么区分当前是哪个读音，就需要通过分词，词性句法分析，判断当前是哪个读音，并且是几声的音调。 例如，“南京市长 江大桥”为“nan2jing1shi4zhang3jiang1da4qiao2”或者“南京市 长江大桥”“nan2jing1shi4chang2jiang1da4qiao3”。 句读韵律预测： 人类在语言表达的时候总是附带着语气与感情，TTS合成的音频是为了模仿真实的人声，所以需要对文本进行韵律预测，什么地方需要停顿，停顿多久，哪个字或者词语需要重读，哪个词需要轻读等，实现声音的高低曲折，抑扬顿挫。 2 ．声学系统部分 声学系统部分目前主要有三种技术实现方式，分别为：波形拼接，参数合成以及端到端的语音合成技术。 1) 波形拼接语音合成 通过前期录制大量的音频，尽可能全的覆盖所有的音节音素，基于统计规则的大语料库拼接成对应的文本音频，所以波形拼接技术通过已有库中的音节进行拼接，实现语音合成的功能。一般此技术需要大量的录音，录音量越大，效果越好，一般做的好的音库，录音量在50小时以上。优点：音质好，情感真实。 缺点：需要的录音量大，覆盖要求高，字间协同过渡生硬，不平滑，不是很自然。 2) 参数语音合成技术 参数合成技术主要是通过数学方法对已有录音进行频谱特性参数建模，构建文本序列映射到语音特征的映射关系，生成参数合成器。所以当输入一个文本时，先将文本序列映射出对应的音频特征，再通过声学模型（声码器）将音频特征转化为我们听得懂的声音。优点：录音量小，可多个音色共同训练，字间协同过渡平滑，自然等。 缺点：音质没有波形拼接的好，机械感强，有杂音等。3) 端到端语音合成技术 端到端语音合成技术是目前比较火的技术，通过神经网络学习的方法，实现直接输入文本或者注音字符 ，中间为黑盒部分，然后输出合成音频，对复杂的语言分析部分得到了极大的简化。所以端到端的语音合成技术，大大降低了对语言学知识的要求，且可以实现多种语言的语音合成，不再受语言学知识的限制。通过端到端合成的音频，效果得到的进一步的优化，声音更加贴近真人。优点：对语言学知识要求降低，合成的音频拟人化程度更高，效果好，录音量小。 缺点：性能大大降低，合成的音频不能人为调优。 以上主要是对语音合成技术原理的简单介绍，也是目前语音合成主流应用的技术。当前的技术也再迭代更新，像端到端技术目前比较火的wavenet，Tacotron，Tacotron2以及deepvoice3等技术，感兴趣的朋友可以自己了解学习。 二， 技术边界 目前语音合成技术落地是比较成熟的，比如前面说到的各种播报场景，读小说，读新闻以及现在比较火的人机交互。但是目前的TTS还是存在着一些解决不掉的问题。 1. 拟人化 其实当前的TTS拟人化程度已经很高了，但是行业内的人一般都能听出来是否是合成的音频，因为合成音的整体韵律还是比真人要差很多，真人的声音是带有气息感和情感的，TTS合成的音频声音很逼近真人，但是在整体的韵律方面会显得很平稳，不会随着文本内容有大的起伏变化，单个字词可能还会有机械感。 2. 情绪化 真人在说话的时候，可以察觉到当前情绪状态，在语言表达时，通过声音就可以知道这个人是否开心，或者沮丧，也会结合表达的内容传达具体的情绪状态。单个TTS音库是做不到，例如在读小说的时候，小说中会有很多的场景，不同的情绪，但是用TTS合成的音频，整体感情和情绪是比较平稳的，没有很大的起伏。目前优化的方式有两种，一是加上背景音乐，不同的场景用不同的背景音乐，淡化合成音的感情情绪，让背景音烘托氛围。二是制作多种情绪下的合成音库，可以在不同的场景调用不同的音库来合成音频。 3. 定制化 当前我们听到语音合成厂商合成的音频时，整体效果还是不错的，很多客户会有定制化的需求，例如用自己企业职员的声音制作一个音库，想要达到和语音合成厂商一样的效果，这个是比较难的，目前语音合成厂商的录音员基本上都是专业的播音员，不是任何一个人就可以满足制作音库的标准，如果技术可以达到每一个人的声音都可以到达85%以上的还原，这将应用于更多的场景中。 三， 效果指标和技术指标 随着语音合成技术的发展，语音合成（TTS）已经应用于生活中的各个场景，实现了语音合成技术的应用落地。例如，在高铁，机场的语音播报工作，医院的叫号业务，以及现在比较火热的语音交互产品。语音合成的各种应用说明它不仅仅是一项技术，更是一款产品，作为产品，可以用哪些指标来衡量这款产品呢？ 下面将介绍两种衡量TTS产品的指标，效果指标和性能指标。1. 效果指标 1) MOS 值 目前关于TTS合成效果的评判标准，行业内一致认可的是mos值测试 ，找一些业内专家，对合成的音频效果进行打分，分值在1-5分之间，通过平均得到最后的分数，这就是mos值测试。 很显然这是一个主观的评分，没有具体的评分标准，这和个人对音色的喜好，对合成音频内容场景的掌握情况，以及对语音合成的了解程度是强相关的，所以算是仁者见仁，智者见智的测试方式。 由于TTS合成效果的评判主观性，导致在一些项目的验收中，不能明确出具体的验收标准，例如在定制音库的项目中，客户想做一个独有的定制音库，最后验收肯定是客户对合成音频效果满意，则成功验收，这是一个很主观的标准，怎么样才算满意呢？对于TTS厂商而言，这是不公平的。所以需要找一些可以量化的标准使得项目可以更好的验收，双方也不会因为合成效果出分歧。这里推荐一条验收标准，可以将语音合成效果量化， 分别对原始录音和合成音频进行盲测打分（mos值测试） ， 合成音频的mos值能达到原始录音的85% （数值可以根据项目情况来定） 以上 ， 就可验收 ，这样就可以把验收标准确定下来，且进行了量化。当然打分团队可以是客户和TTS厂商的人，也可以请第三方的人来打分，确保公平。 虽然mos值是一个比较主观的测试方式，但也有一些可评判的标准。例如在合成的音频中，多音字的读法，当前场景下数字的播报方式，英语的播报方式，以及在韵律方面，词语是否连在一起播报，应该重读的地方是否有重读，停顿的地方是否合理，音色是否符合应用于当前的这个场景，都可以在打分的时候做为得分失分的依据。 分享一个简单的评分标准，可作为参考依据。2) ABX 测评 合成效果对比性测试，选择相同的文本以及相同场景下的音色，用不同的TTS系统合成来对比哪个的合成效果较好，也是人为的主观判断，但是具有一定的对比性，哪一个TTS更适合当前的场景，以及合成的效果更好。 2. 性能指标 1) 实时率 在语音合成中，合成方式分为 非流式合成 和 流失合成 ， 非流失合成指的是一次性传入文本，一次性返回合成的文本音频；流式合成指的是文本传输给TTS时，TTS会分段传回合成的音频， 这样可以减少语音合成的等待时间，在播报的同时也在合成，不用等到整段音频合成完再进行播报，所以对于语音合成时间的一个指标就是实时率。实时率等于文字合成所需时长除以文字合成的音频总时长，下面是实时率的计算公式：为什么讲实时率会说到非流失合成和流式合成，因为在流式合成场景中，开始合成的时候也就已经开始播报了，音频合成完成也就播报完成了，不会产生等待的过程，这种过程主要用于语音交互的场景，智能机器人收到语音信号之后，马上就可以给予答复，不会让用户等太久。所以为了确保用户的最佳体验， 要求“文字合成所需时长”≤“文字合成出的音频时长”，也就是实时率要小于等于1 。 2) 首包响应时间 在流式合成中，分段合成的音频会传输给客户端或者播放系统，在合成首段音频时，也会耗费时间，这个耗时称为“首包响应时间”。为什么会统计这个时间呢，因为在语音交互中，根据项目经验以及人的容忍程度，当用户说完话时，在1200ms之内，机器人就要开始播报回复，这样就不会感觉有空白时间或者停顿点，如果时间超过1200ms，明显感觉会有一个等待的时间，用户体验不佳，性子急的用户可能就终止了聊天。1200ms的时间不只是TTS语音合成的首包时间，还有ASR（语音识别）和NLU（自然语言理解）所消耗的时间，所以TTS首包响应时间要控制在500ms以内，确保给ASR，NLU留有更多的时间。 3) 并发数 人工智能的发展主要有三个方面，分别为算法，算力，数据，其实讲的性能指标相当于是算力的部分，目前承载算力的服务器有CPU服务器和GPU服务器。前面说到实时率的指标是要小于等于1，那如果实时率远小于1，是不是会对服务器造成浪费呢，因为只要实时率小于等于1，就可以满足用户的需求，让用户体验良好。 所以上面说的实时率是针对CPU服务器单核单线程时，或者GPU单卡单线程时， 那实时率的公式可以为：为了资源的最大利用化，我们只需确保实时率接近1，或者等于1就行，没必要远小于1，所以当在单核单线程实时率远小于1时，则可以实现一核二线，一核三线的线程数，使得实时率为1，这个一核“二线”，“三线”，这个“几线”说的就是几 并发数 ，准确说是 单核并发数。 那这个并发数怎计算呢，举个例子，如果单核单线程的并发数是，则一核10线程的并发就是1，也是满足需求的，就可以按照这个并发数给客户提供。所以并发数的计算公式如下：所以当用户需要200线程的语音合成并发数使，按的实时率，一核十线，只需要20核的cpu服务器，则可以跟客户要求24核的cpu服务器即可满足客户的需求，也为客户节省了成本。 再说一下这个线程和并发的概念，线程，并发算是同一个概念，例如200线并发，指的是需要同时支持200线的语音合成，200线是同时合成音频的，合成内容可以相同也可以不同。 4) 合成100个字需要多少时间（1s能合成多少个字） 有些客户对于实时率，响应时间这些概念是比较模糊的，他会问你们的 TTS合成100个字需要多少时间 或者 1s能合成多少个字 ，所以这个时候为了方便和客户沟通，我们需要知道合成100个字TTS消耗的时间。这个数据是可以大概算出来的，当然也可以直接让测试测出一百字消耗的时间。这里主要讲一下计算的方法。 按照正常的播报速度，1秒可以播报4个字左右，我们就按照四个字计算，100个字的音频，音频时长大概就是25s（100除以4），假如实时率为，再根据当前的实时率计算公式，算出合成时间为，也可以计算出1s合成的字数（100/）为40个字。 简单介绍了语音合成产品会涉及到的一些参数指标，还有一些测试时需要了解的指标数据，例如cpu占用，内存占用，DPS（单位时间合成的音频总时长）,TPS（单位时间合成的音频任务数）以及TP99，感兴趣的朋友可以查询研究一下，这些数据也主要用于项目poc的测试中，或者TTS产品整体的测试中，可以算是对于TTS产品的一个整体的了解。 四， 语音合成厂商 有很多厂商拥有语音合成技术，有互联网大厂，也有一些只专注于人工智能的企业。 科大讯飞 科大讯飞的语音合成技术在全球范围内也是数一数二的，合成的音频效果自然度高，讯飞官网挂接的音库是最多的，且涉及很多的场景，以及很多的外语音库。 阿里巴巴 在阿里云官网的音库，有几个音库的合成效果非常棒，例如艾夏，合成的音频播报时感觉带有气息感，拟人化程度相当高。 百度 百度的语音合成技术还是很强的，但是官网给的合成音库较少，具体不太好评判。 灵伴科技 这家公司在语音合成领域是不在忽略的。灵伴的音库合成音效果也是非常的棒，有一个东北大叔的音库，主要是偏东北话，整体的韵律，停顿，重读等掌握的很好，很到位。 标贝科技 标贝科技和灵伴科技一样，是语音合成领域不可小觑的两个企业，是因为他们TTS合成的音频效果拟人化程度很高，每个场景的风格也很逼真。 捷通华声 捷通华声是一家老牌的人工智能企业，合成的音频效果整体还是不错的，且支持多种语种的音库。 还有些企业没有一一列出来，是因为上面这些企业是在平时项目中，或者TTS技术落地应用上比较多的企业。 五， 小结 目前的语音合成已经应用于各种场景，是较成熟可落地的产品，对于合成音的要求，当前的技术已经可以做很好了，满足了市场上绝大部分需求，语音合成技术主要是合成类似于人声的音频，其实当前的技术已完全满足。目前的问题在于不同场景的具体需求的实现，例如不同的数字读法，如何智能的判断当前场景应该是哪种播报方式，以及什么样的语气和情绪更适合当下的场景，多音字如何更好地区分，确保合成的音频尽可能的不出错。当然错误有时候是不可避免的，但是如何在容错范围之内，或者读错之后是否有很好的自学机制，下次播报时就可以读对，具有自我纠错的能力，这些可能是当前产品化时遇到的更多更实际的问题，在产品整体设计的时候，这些是需要考虑的主要问题。 后续会讲述在实际场景中主要遇到的问题以及解决的方案。
一种语音合成系统，其包括：分割单元，其被配置成将对应于目标语音的音位串分割为多个节段，来产生第一节段序列；选择单元，其被配置成基于第一节段序列通过组合多个语音单元产生对应于第一节段序列的多个第一语音单元串，并从所述多个第一语音单元串中选择一个语音单元串；和连接单元，其被配置成连接包含在所选择语音单元串中的多个语音单元，以产生合成语音，选择单元包括检索单元，其被配置成反复实施第一处理和第二处理，该第一处理基于对应于第二节段序列的最多W个（W为预定值）第二语音单元串产生对应于第三节段序列的多个第三语音单元串，所述第二节段序列作为第一节段序列中的部分序列，所述第三节段序列作为通过将节段添加给第二节段序列而获得的部分序列，第二处理从所述多个第三语音单元串中选择最多W个第三语音单元串，第一计算单元，其被配置成计算所述多个第三语音单元串中每个的总成本，第二计算单元，其被配置成基于涉及语音单元数据获取速度的限制来为所述多个第三语音单元串中的每个计算对应于总成本的惩罚系数，其中惩罚系数依赖于接近所述限制的程度，和第三计算单元，其被配置成通过使用惩罚系数修正总成本来计算所述多个第三语音单元串中每个的估计值，其中检索单元基于所述多个第三语音单元串中每个的估计值从所述多个第三语音单元串中选择最多W个第三语音单元串。 “未来的十年是语音技术的时代”。随着语音技术研究的突破，其对计算机发展和社会生活的重要性日益凸现出来。语音合成技术是语音技术中十分实用的一项重要技术，它能解决人民大众的实际需求，能够深入到社会的各行各业中去。语音合成技术经历了一个逐步发展的过程，从参数合成到拼接合成，再到两者的逐步结合，其不断发展的动力是人们认知水平和需求的提高。它们各有优缺点，人们在应用过程中往往将多种技术有机地结合在一起，或将一种技术的优点运用到另一种技术上，以克服另一种技术的不足。
基于单片机的语音录放系统设计关键词: 单片机;数字语音电路; ISD1490;波形存储法 摘要：设计了基于单片机的语音录放系统.该系统以 MCS89C51 单片机为核心器件, 控制四片 ISD1490 语音芯片工作, 每个语音芯片配以简单的外围电路自成独立的语音录放电路, 各个语音录放电路的录放功能及录放时间由单片机来控制, 编写不同的程序可实现不同的录放效果。 前沿用磁带记录、 存储、 还原模拟语音信号的方法已有很长的历史, 基于这一方法的电子产品也到处可见,且这些产品的体积都很大,在使用的范围上受到了一定的限制. 单片机语音录放系统就是为解决这一问题而设计的.单片机语音录放系统是以数字电路为基础, 利用数字语音电路来实现语音信号的记录、 存储、 还原等任务. 数字语音电路是一种集语音合成技术、 大规模集成电路技术以及微控制器技术为一体的并在近十几年迅速发展起来的一种新型技术.语音集成电路与微处理器相结合, 具有体积小、 扩展方便等特点, 具有广泛的发展前景。1 固体录音机原理 语音数字处理方法可以分为规则合成法、 参数合成法和波形存储法三类, 前两类复杂且难度大, 目前使用较少, 波形存储法是普遍采用的一种.波形存储法的技术基础是A / D、 D/ A 转换技术和多种的编码、 解码算法.图1 说明了波形存储法的语音数字处理、 记录及存储过程:首先用麦克风取得语音的电模拟量信号, 经适当放大后, A/ D转换器以一定的频率对其进行采样并转换为二进制数字量,并实时地对其进行编码,实现对实时数据的压缩以减少数据量,然后送入数据存储器中储存.图一 语音记录过程图2 是数字语音还原的基本过程:按一定顺序从数据存储器中读出数据, 以对应的算法进行解码,合成为语音数据,这是一种实时的数据解压过程,恢复的语音数据送入D/ A 转换器还原成语音的模拟信号输出.图二 语音回放过程2. 1 ISD1490 基本录放电路 ISD1490 语音芯片的内部已以 EEPROM 作为数据存储器,因此无需电池即能保存数据10 年以上,擦除和写入均可在片内自动完成而无需外部设备. 此外, 其片内还含有时钟振荡器、 话筒扩大器自动增益控制电路、 抗干扰滤波器、 音频功率放大器等.因此它自身已具备了语音录放系统所需的全部基本电路, 只需配备一只驻极体话筒、 一只喇叭、 两只按钮、 一个电源及少量电阻电容,就可以构成一个基本的录放系统(如图3 所示) .图 3 ISD1490 基本的语音录放系统该芯片具有下列显著特点:外围元件少, 操作方便;零功率信息存储, 无需备用电源; 信息能可靠保存10 年以上,可重复录音10 万次;语音固化无需编程开发设备; 通过地址的选址可以分段录放,因此可以独立存放汉字语音,构成语音库;具有自动省电模式,在非录放状态时自动省电.有单一电源供电( + 5v) ;静态电流典型值 0. 5uA,最大值2uA;工作电流典型值15mA,最大值30mA. 2. 2 单片机语音录放系统本电路使用了四片 ISD1490, 每片都如图 3 所示接成基本的录放电路,最后用单片机将四个基本录放电路连接成一个整体. 因为每片录音芯片可录音 90 秒,四片共可录音 360 秒, 用单片微处理器 MCS89C51 进行控制, 当录音时间在 90秒之内时,只用 1# 芯片, 如录音时间超过90 秒时,启用2# 芯片, 在录音时间超过 180 秒时, 启用3# 芯片, 这样,用微处理器来完成定时和芯片自动选择,就可实现360 秒内任何时间长度 的语音录制与回放, 从而实现录音放音功能. 系统结构如图4.图 4 单片机语音录放系统结构图3 系统的软件设计 本系统软件设计较为简单, 主要是定时选片控制,每片语音电路的地址端均接地,录放控制端受MCS89C51 控制, 根据微处理器的定时, 当需要某一芯片录放时, 单片机相应的控制端起作用,即启动语音电路工作,部分程序框图如图5 所示.图 5 部分程序框图4 结束语 单片机语音录放系统解决了传统录放机体积大、 扩展不方便的缺点.本系统所设计的电路可实现360 秒内任意长时间的语音录放. 在此基础上对硬件和软件稍作改动, 便可完成其他的功能,如语音报警器,智能语音控制器等,为各种智能仪器仪表扩展语音功能奠定了基础, 具有广泛的发展前景。
语音合成方法，其实就是语音识别建模的反过来用。所以，只要听到语音合成的发音效果，就能破解对应语音识别模型。进一步，就破解了对应语音合成模型。
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随着科技的不断进步发展，人们对于生活环境质量要求越来越高。在解决了基础物质生活需求的今天，高质量的生活水平逐渐为人们所追求。智能家居也随之而生，随着物联网络的出现，家居物联网的组建也日渐提上。
家居物联网的出现，将极大的改变我们的家居环境，甚至是社会生活习惯，其本质是物理无缝集成到信息网络中，实现真实世界与互联世界的融合。本文将结合物联网技术，着重介绍家居物联体系的建立、实现以及在物联环境中家电的新型应用。
体系架构
家庭家居物联网系统是物联网域中的最小集成单位，是实现统一融合的物联网络的最小系统，其技术构建可用”DCMC”来概括，即Device(设备)、Connect(连接)、Manage（管理）以及Customer（用户）。其组成如图所示：（附件）
家居物联网的设备层（Device）主要实现数据的采集以及信息的发布。包括了传感器、集成RFID识别等新型技术的物联家电终端、二维码标签以及通信模块等设备。
家居物联网的数据互联层（Connect）实现不同的数据传输类型的协议互联，是整个家居物联网的数据传输通道。通过数据的互联实现终端设备的组网通信，而不再是单一的信息孤岛，实现对于GSM、3G、RFID、WIFI、蓝牙等技术的互联。
家居物联网的控制管理层（Manage），是整个家居物联系统的核心，通过它可以对家中的终端设备进行控制、管理，以及提供智能的分析处理。并可以实现人与家居物联网络的交互，实现互联世界对物理世界的操作。
家居物联网的用户对象层（Customer），是家居物联网的使用者。通过语音合成技术构筑的良好人机交互机制，通过对管理层下发命令来控制整个家居物联网络，而物联网的信息可以通过语音合成进行语音的播报反馈给使用者。
解决方案
家庭家居物联网系统（以下简称家庭联网系统）的技术方案主要涉及TTS技术、无线通讯技术、电子技术、计算机技术、网络通信等技术手段，实现家庭家居互联控制、通信以及家居网络的安防的功能，能与其他家庭网络互连组网。可以实现远程家电控制、报警，以及实时数据采集、网络互享等功能。
家庭联网系统主要分为三大部分组成：
1、家庭信息互联处理中心是家居物联网的联络中心，主要实现家中不同的家电的互联信息处理以及与外网的数据交流；
2、家庭控制管理中心是实现家居物联网的控制中心，处理远程操控命令、采集传感器和标签信息，并兼容家庭安防控制系统，可以对局域网的用户设置访问等级等功能。；
3、移动互连处理中心是外网数据与家居联网数据的交互平台，主要实现物理局域网内、外数据与家居互联中心的数据交互，并能将外来请求提供给安防中心。如下图所示：（附件）
系统构成
家庭信息互联处理中心和家庭控制管理层的组成包括：物联终端设备、通信网关设备和提供信息管理处理的应用软件，而移动互联中心组成主要为通信网关和网络应用程序组成。
物联终端设备主要为家用物联电器，物联家电终端将是新技术综合的复杂元器件整体。如物联冰箱（产品中已集成了语音合成芯片SYN6288），在食物扫描进入冰箱时会自动的记录食物的生产日期，经过智能的判断后会通过TTS技术进行语音播报：“于2010年11月5日购买的牛奶，已经过期，请勿饮用。”或者在冰箱内的食物不够时，会进行语音提示给用户，在得到用户的采购单后，通过联网技术在允许接入的超市中进行购物。
除了白色家电控制管理应用外，家居物联环境中的物联黑色家电终端也将更智能，更娱乐。未来的家用物联TV会智能判断感知人观看电视节目时与电视的距离，当距离过近会自动的黑屏并通过内置的语音合成软件进行语音播报提示。而电视节目提供商在得到客户允许后，收集客户平时喜欢观看的电视节目，有新的客户喜欢的节目出现会第一时间通过TTS技术进行合成播报推荐，用户可选择接受或拒绝。终端生产商在客户使用电器过程中收集客户常用的功能，来制定针对目标客户的个性化产品。
物联家电终端出现产品故障等问题时，会第一时间通过语音合成技术对室内的客户报警，并将家电故障数据提交给厂商的售后部门以及指定的用户手机中。售后部门的服务处理中心得到数据，并从云处理中心得到准确的操作步骤，反馈给客户，并指派工程师去提供维护服务。
通信网关与物联终端基于统一的互联通讯协议（如闪联标准），物联终端和传感采集装置可将整个家庭环境中的动静态数据信息通过通信网关与家庭控制管理进行数据的交互。当出现异常的数据信息能迅速的将数据上传，并进行室内的告警。用户在外出时，可以通过移动互连终端如手机，精确的对家中的电器进行操控，在夏日的下班途中，可以远程控制家中的空调提前开启，等踏入家门中，将是舒适的温度。
每个家庭的家居物联网可以对外来访问请求设置相应的等级，最大的保障用户的隐私使用权益。按照不同访问等级，将访问不同权限的家居联网数据信息。
意义
家庭物联网的构筑将实现家用电器等一系列家用产品的触觉，而集成了语音合成技术实现了物品的说话能力，在物联终端或者通信网关中集成语音合成芯片（如SYN6288）实现物品开口说话的能力。通过语音的直接交流，才是最为合适的人机交互处理机制。
家庭环境中的一些数据信息需要与小区或者更大规模的物联网络进行集成，通过云处理中心来提供智能的判断能力，提供紧急事件的处理方法，最终实现物理环境与虚拟环境的融合。
结语与展望
家庭联网系统将是整个物联网络中的一个最小完整节点，只有家庭物联网系统的构成，才能实现小区以至国家范围内的物联系统。家庭家居物联网的建设最为迫切需要解决的问题则是物联通讯协议标准的确立，而不是几年过后互不相连的信息孤岛。
通过家居联网系统的建设推广，实现统一的物联小区局域网。家居物联网的主要应用场所也是在小区、办公楼等局域网络中的使用，通过家庭家居联网系统的构建来推动我国物联网的由点及面的发展。整套系统的构建将是小区物联网必不可分的基础结构，是实现物联小区的主力应用方向。语音合成带来的良好人机交互体验，也是物联终端所必备的功能。
摘要: 多媒体通信技术是当今世界科技领域中最有活力、发展最快的高新信息技术，它时时刻刻都在影响着世界经济的发展和科学技术进步的速度，并不断改变着人类的生活方式和生活质量。多媒体通信综合了多种媒体信息间的通信，它是通过现有的各种通讯网来传输、转储和接收多媒体信息的通信方式，几乎覆盖了信息技术领域的所有范畴，包括数据、音频和视频的综合处理和应用技术，其关键技术是多媒体信息的高效传输和交互处理。关键词：多媒体 图象 音频 功能The application of multimedia technologyAbstract: Multimedia communications technology is the world's science and technology in the field of the most dynamic and fastest growing high-tech information technology, it always have influence in the world economic development and the pace of scientific and technological progress and changing the human way of life and quality of life . A variety of integrated multimedia communications between the communications media information, it is through the various existing communications network to transmit and receive multimedia information and dump the means of communication, cover nearly the area of information technology in all areas, including data, audio and video The integrated treatment and application technology, its technology is the key to the efficient transmission of multimedia information and interactive processingKey words: Multimedia audio features images引 言随着技术的迅速发展，图像、视频等多媒体数据已逐渐成为信息处理领域中主要的信息媒体形式。多媒体通信是信息高速公路建设中的一项关键技术，是多媒体、通信、计算机和网络等相互渗透和发展的产物，它将极大地提高人们的工作效率，改变人们的教育、娱乐等生活方式，是21世纪人们通信的基本方式。第一章 多媒体通信技术基础简介多媒体通信的基本概念和特征 基本概念媒体是信息表示和传输的载体，是一个重要的概念。ITU-T I .374建议将媒体划分为感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体5类。多媒体数据是指多种式样信息的载体，如文本、图形、图像、声音等数据。其特点主要有以下几点：（1）多媒体数据种类繁多（大多是非结构化数据），不同来源的媒体，具有完全不同的形式和格式；（2）多媒体数据量庞大；（3）多媒体数据具有时间特性和版本概念，如在视频点播系统中必须考虑到媒体间以及媒体内部在时间上的同步关系。由此可知多媒体数据与传统的数值和字符不同，因而其存储结构和存取方式也具有特殊性，描述它的数据结构和数据模型也是有差别的。在这种情况下就产生了一种全新的数据库系统--多媒体数据库系统。多媒体数据库是能够有效实现多媒体数据的存储、读取、检索等功能的数据库系统。它的主要特点是：（1）继承了传统数据库的一些优点，例如数据独立性、利用数据库查询语言进行高层次查询、开发控制、容错技术等；（2）能对具有时空关系的数据进行同步和管理。但是目前对于多媒体数据库的功能以及实现方法还没有达成共识，因而出现了多种形式的媒体数据库，并且实现方法也各不相同。从其总体发展上看，多媒体数据库的数据模型可分为关系数据模型、面向对象的数据模型和超媒体数据模型3类。基于不同数据模型的多媒体数据库管理系统（DBMS）的功能也有很大差别，通常基于关系数据模型的多媒体DBMS可以实现多媒体数据的存取，对多媒体数据对象之间的语义关系、时态关系、空间关系不加处理，所以这部分工作就留给应用程序去完成了。面向对象的数据模型和超媒体数据类型可以支持多媒体数据对象之间的语义关系、时态关系、空间关系的处理，其抽象程度更高，但DBMS的实现也相对复杂。在多媒体通信系统中另一个常出现的词汇是"超媒体"。在出版物中经常会出现表示注解意思的"注"字，由"注"你可以找到与之相关的一段文字或一篇文章。这种由"注"而链接到一段文字或一篇文章的链即称为超链拨，同理，超级链也可以将若干不同媒体链接起来，其集合便称为"超媒体"。多媒体通信的特征多媒体通信技术的发展打破了传统通信的单一媒体、单一电信业务的通信系统格局，反映了通信向高层次发展的一种趋势，是人们对未来社会工作和生活方式的向往。多媒体通信技术是一种综合技术，涉及多媒体技术、计算机技术、通信技术等多个领域。多媒体通信系统必须同时兼有集成性、交互性、同步性3个主要特征。 集成性多媒体通信系统的集成性指的是能对内容数据信息、多媒体和超媒体信息、脚本信息和特定的应用信息等4类信息进行存储、传输、处则和显现的能力。（1） 内容数据信息（2） 信息是以某一种结构的形式存在的，典型的结构有两种：一种是对象构，其中可处理的最小单元为对象(Object)；另一种是文件结构，其中处理的最小单元为文件（File）。多媒体和超媒体信息多媒体和超媒体信息与单媒体信息不一样，它们是结构化的信息，由结构框架和内容数据2部分组成。多媒体和超媒体信息的最小表达形式由两类，一类称为对象，另一类称为文件。（3） 脚本信息脚本信息是一组特定的用语意关系联系起来的、结构化的多媒体和超媒体信息，需要提供表示这一组多媒体信息的运作过程和与外部处理模块间的关系。（4） 特定的应用信息上述3类信息都是低层信息，可以由标准来定义和表示。特定的应用信息是高层信息，是与应用密切相关的，将随应用场合的不同有很大的不同，它的表示方法是基于上述3类的基础之上的。 交互性交互性指的是在通信系统中人与系统之间的相互控制能力。在多媒体通信系统中，交互性有两个方面的内容。一是人机接口，也就是人在使用系统的终端时用户终端向用户提供的操作界面；二是用户终端与系统之间的应用层通信协议。多媒体通信终端的用户对通信的全过程有完备的交互控制能力，这是多媒体通信系统的一个主要特征，也是区别多媒体通信系统与非多媒体通信系统的一个主要准则。 同步性同步性指的是在多媒体通信终端上显现的图像、声音和文字均以同步方式工作。如用户要检索一个重要的历史事件的片断，该事件的活动图像或静止图像存放在图像数据库中，其文字叙述和语言说明则是放在其他数据库中。多媒体通信终端通过不同传输途径将所需要的信息从不同的数据库中提取出来，并将这些图像、声音、文字同步起来，构成一个整体的信息呈现在用户面前。多媒体通信系统中的同步性是多媒体通信系统最主要的特征之一，信息的同步与否决定了系统是多媒体系统还是非多种媒体系统。同步可在链路层级、表示层级和应用层级3个层面上实现第二章 多媒体音频技术音频技术发展较早，几年前一些技术已经成熟并产品化，甚至进入了家庭，如数字音响。音频技术主要包括四个方面:音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。音频数字化目前是较为成熟的技术，多媒体声卡就是采用此技术而设计的，数字音响也是采用了此技术取代传统的模拟方式而达到了理想的音响效果。音频采样包括两个重要的参数即采样频率和采样数据位数。采样频率即对声音每秒钟采样的次数，人耳听觉上限在20KHz左右，目前常用的采样频率为11KHz，22KHz和44KHz几种。采样频率越高音质越好，存贮数据量越大。CD唱片采样频率为，达到了目前最好的听觉效果。采样数据位数即每个采样点的数据表示范围，目前常用的有8位、12位和16位三种。不同的采样数据位数决定了不同的音质，采样位数越高，存贮数据量越大，音质也越好。CD唱片采用了双声道16位采样，采样频率为，因而达到了专业级水平。音频处理包括范围较广，但主要方面集中在音频压缩上，目前最新的MPEG语音压缩算法可将声音压缩六倍。语音合成是指将正文合成为语言播放，目前国外几种主要语音的合成水平均已到实用阶段，汉语合成几年来也有突飞猛进的发展，实验系统正在运行。在音频技术中难度最大最吸引人的技术当属语音识别，虽然目前只是处于实验研究阶段，但是广阔的应用前景使之一直成为研究关注的热点之一。第三章 多媒体图像视频技术3．1视频技术虽然视频技术发展的时间较短，但是产品应用范围已经很大，与MPEG压缩技术结合的产品已开始进入家庭。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号，使得计算机可以显示和处理视频信号。目前采样格式有两种:Y:U:V4:1:1和Y:U:V4:2:2，前者是早期产品采用的主要格式，Y:U:V4:2:2格式使得色度信号采样增加了一倍，视频数字化后的色彩、清晰度及稳定性有了明显的改善，是下一代产品的发展方向。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号，从而可以录制到录像带中或在电视上播放。对于不同的应用环境有不同的技术可以采用。从低档的游戏机到电视台广播级的编码技术都已成熟。图像压缩技术图像压缩一直是技术热点之一，它的潜在价值相当大，是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础，目前ISO制订了两个压缩标准即JPEG和MPEG。JPEG是静态图像的压缩标准,适用于连续色调彩色或灰度图像。它包括两部分:一是基于DPCM(空间线性预测)技术的无失真编码，一是基于DCT(离散余弦变换)和哈夫曼编码的有失真算法。前者图像压缩无失真，但是压缩比很小，目前主要应用的是后一种算法，图像有损失但压缩比很大，压缩20倍左右时基本看不出失真。MJPEG是指MotionJPEG，即按照25帧/秒速度使用JPEG算法压缩视频信号，完成动态视频的压缩。MPEG算法是适用于动态视频的压缩算法，它除了对单幅图像进行编码以外还利用图像序列中的相关原则，将帧间的冗余去掉，这样大大提高了图像的压缩比例。通常保持较高的图像质量而压缩比高达100倍。MPEG算法的缺点是压缩算法复杂，实现很困难。第四章 多媒体通信系统1、 体系结构多媒体通信(multimedia communcations)是在位于不同地理位置的参与者之间召开的一种会议或者进行的交流，通过局域网(LAN)、广域网(WAN)、内联网(intranet)、因特网(Internet)或者电话网来传输压缩的数字图像和声音信号。像电视那样的多目标广播、录象机那样的流式播放、电话会议、电视会议、IP电话、可视电话和IP传真等等都是多媒体通信技术的一些具体的和各有特色的应用。多年来，国际电信联盟(ITU)为公共和私营电信组织制定了许多多媒体计算和通信系统的推荐标准，以促进各国之间的电信合作。ITU的26个(Series A～Z)系列推荐标准中，与多媒体通信关系最密切的7个系列标准如表4-1所示，三种类型的多媒体通信系统的核心技术标准集如表4-1所示。表4-1 ITU系列推荐标准系列名 主要内容Series G 传输系统、媒体数字系统和网络Series H 视听和多媒体系统Series I 综合业务数字网(ISDN)Series J 电视、声音节目和其他多媒体信号的传输Series Q 电话交换和控制信号传输法Series T 远程信息处理业务的终端设备2、网关的功能和结构网关是一台功能强大的计算机或者工作站，它担负线路交换网络(如电话网络)和信息包交换网络(如因特网)之间进行实时的双向通信，提供异种网络之间的连通性，它是传统线路交换网络和现代IP网络之的桥梁。IP电话(见" IP电话")的出现允许电话呼叫在信息包交换网络上进行，从而引发一场电信工业的革命。但IP电话在成为主流电话服务的道路上遇到了许多障碍。其中最大的一个问题是在IP电话网络和公众交换电话网络之间缺乏连通性。一个重要的原因是早期的网关存在对IP电话进入主流电话服务的限制。例如，通过网关建立呼叫比较困难，而且需要使用非常规的电话号码；不同的网关之间的兼容性妨碍呼叫的建立；声音的质量比较差、有回音以及延迟时间比较长等。这就促进了开发允许IP和PSTN客户能够相互通信的网关，其中的一个措施就是提高网关的处理能力。低档的网关有1～6个端口，典型地使用高档奔腾处理器的PC机方案，提供媒体处理、呼叫控制和信息包的处理等网关功能。高档网关把网关功能分散到几个处理器来实现，这叫做计算机基电话集成(computer-telephony integration，CTI)平台，可提供100多个端口。网关的基本功能可归纳为三种：(1) 转换协议(translating protocols)：网关作为一个解释器，使不同的网络能够建立联系，例如，允许PSTN和网络相互对话以建立和清除呼叫。(2) 转换信息格式(converting information formats)：不同的网络使用不同的编码方法，网关将对信息进行转换，使异种网络之间能够自由地交换信息，例如声音和电视。(3) 传输信息(transferring information)：负责在不同网络之间传输信息。网关的主要部件包括：(1) 线路交换网络(switched-circuit network，SCN)接口卡，这是一种典型的T1/E1或者叫做PRI ISDN线路接口卡，它们与线路交换网络进行通信。主速率接口(primary rate interface，PRI)由23个B通道和一个64 kb/s的D通道组成，叫做23B＋D，相当于T1线的带宽。(2) 数字信号处理器(digital signal processors，DSP)卡，它执行的任务包括声音信号的压缩和回音的取消等。(3) 网络接口(network interfaces)卡，它用来与网络进行通信，典型的网络卡包括10/100BaseT网络接口卡(network interface cards，NIC)，或者把它们的功能集成到主机板上。(4) 控制处理器(control processor)，它协调其他网关部件的所有活动，这个部件通常是在系统的主机板上。网关的主要软件包括：(1) 执行所有网关基本功能和选择功能的网关软件。例如，网关平台(Gateway Platform)执行转换协议、转换消息格式和传输信息等基本功能，支持声音压缩、协议转换、实时的传真解调/再调制以及执行系列协议。(2) 特定网关的应用软件，它执行自定义的功能以及管理和控制功能。3、会务器的功能和结构会务器(gatekeepers)是用于连接IP网络上的电视会议客户，是电视会议的关键部件之一，许多人把它当作电视会议的"大脑"。它提供授权和验证、保存和维护呼叫记录、执行地址转换而不需要你去记忆IP地址、监视网络、管理带宽以限制同时呼叫的数目从而保证电视会议的质量、以及提供与现存系统的接口。会务器的功能一般都是用软件来实现。会务器的功能分成两个部分：基本功能和选择功能。会务器必须要提供的基本功能包括："地址转换(Address Translation)：使用一种可由注册消息(Registration messages)更新的转换表，把别名地址转换成传输地址(Transport Address)。这个功能在线路交换网络上的电话企图呼叫IP网络上的PC时显得尤其重要，在确定网关地址时也很重要。准入控制(Admissions Control)：使用准入请求/准入确认/准入拒绝ARQ/ARC/ARJ(Admission Request, Confirm and Reject)消息，对访问局域网进行授权。H323标准规定必须要有用来对网络服务进行授权的RAS消息(RAS messages)，RAS是一个注册/准入/状态(Registration/Admission/Status)协议，但它不定义授权存取网络资源的规则或者政策，因此服务提供者需要会务器来干预现存的授权方法。此外，企业管理人员和服务提供者也许想使用他自己的标准来授权，例如，根据订金、信用卡等。带宽控制(Bandwidth Control)：支持RAS带宽消息(RAS bandwidth messages)，即带宽请求/带宽确认/带宽拒绝BRQ/BCF/BRJ(Request, Confirm and Reject)消息，以强制执行带宽控制。至于如何管理则要根据服务提供者或者企业管理人员的政策来确定。在许多情况下，如果在网络或者特定的网关不拥挤的况下，对任何带宽的请求都应该给予满足。区域管理(Zone Management)：用于管理所有已经注册的端点(endpoint)，为它们提供上面介绍的功能。至于确定哪个终端可以注册以及地理或者逻辑区域的组成(单个会务器管理的终端、网关和多点控制单元MCU)则由网络设计人员决定。会务器提供的选择功能包括:呼叫控制信号传输方法(Call Control Signalling)：在中有两种呼叫控制信号传输模型：会务器安排呼叫信号传输模型(Gatekeeper Routed Call Signaling Model)和直接端点呼叫信号传输模型(Direct Endpoint Call Signaling Model)。会务器可根据访问提供者的要求进行选择。呼叫授权(Call Authorization)：会务器可根据服务提供者指定的条件对一个给定的呼叫进行授权或者拒绝。其条件可包括会议时间、预定的服务类型、对受限网关的访问权限或者可用的带宽等。带宽管理(Bandwidth Management)：根据服务提供者指定的带宽分配确定是否有足够的带宽用于呼叫。呼叫管理(Call Management)：提供智能呼叫管理。会务器维护一种呼叫表以指示被呼叫终端是否处于忙状态，并为带宽管理(Bandwidth Management)功能提供信息。会务器的结构会务器通常设计成内外两层，如图4-8所示。会务器的内层叫做核心层，它由执行协议堆的软件和实现多点控制单元MCU(multipoint control unit)功能的软件组成，有的软件开发公司把它叫做会务器核心功能部件。MCU的主要功能是连接多条线路并自动或者在会议主持人的指导下手动交换电视号。会务器的外层由许多应用程序的接口组成，用于连接网络上现有的许多服务。外层软件加分吧！
摘要: 多媒体通信技术是当今世界科技领域中最有活力、发展最快的高新信息技术，它时时刻刻都在影响着世界经济的发展和科学技术进步的速度，并不断改变着人类的生活方式和生活质量。多媒体通信综合了多种媒体信息间的通信，它是通过现有的各种通讯网来传输、转储和接收多媒体信息的通信方式，几乎覆盖了信息技术领域的所有范畴，包括数据、音频和视频的综合处理和应用技术，其关键技术是多媒体信息的高效传输和交互处理。关键词：多媒体 图象 音频 功能The application of multimedia technologyAbstract: Multimedia communications technology is the world's science and technology in the field of the most dynamic and fastest growing high-tech information technology, it always have influence in the world economic development and the pace of scientific and technological progress and changing the human way of life and quality of life . A variety of integrated multimedia communications between the communications media information, it is through the various existing communications network to transmit and receive multimedia information and dump the means of communication, cover nearly the area of information technology in all areas, including data, audio and video The integrated treatment and application technology, its technology is the key to the efficient transmission of multimedia information and interactive processingKey words: Multimedia audio features images引 言随着技术的迅速发展，图像、视频等多媒体数据已逐渐成为信息处理领域中主要的信息媒体形式。多媒体通信是信息高速公路建设中的一项关键技术，是多媒体、通信、计算机和网络等相互渗透和发展的产物，它将极大地提高人们的工作效率，改变人们的教育、娱乐等生活方式，是21世纪人们通信的基本方式。第一章 多媒体通信技术基础简介多媒体通信的基本概念和特征 基本概念媒体是信息表示和传输的载体，是一个重要的概念。ITU-T I .374建议将媒体划分为感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体5类。多媒体数据是指多种式样信息的载体，如文本、图形、图像、声音等数据。其特点主要有以下几点：（1）多媒体数据种类繁多（大多是非结构化数据），不同来源的媒体，具有完全不同的形式和格式；（2）多媒体数据量庞大；（3）多媒体数据具有时间特性和版本概念，如在视频点播系统中必须考虑到媒体间以及媒体内部在时间上的同步关系。由此可知多媒体数据与传统的数值和字符不同，因而其存储结构和存取方式也具有特殊性，描述它的数据结构和数据模型也是有差别的。在这种情况下就产生了一种全新的数据库系统--多媒体数据库系统。多媒体数据库是能够有效实现多媒体数据的存储、读取、检索等功能的数据库系统。它的主要特点是：（1）继承了传统数据库的一些优点，例如数据独立性、利用数据库查询语言进行高层次查询、开发控制、容错技术等；（2）能对具有时空关系的数据进行同步和管理。但是目前对于多媒体数据库的功能以及实现方法还没有达成共识，因而出现了多种形式的媒体数据库，并且实现方法也各不相同。从其总体发展上看，多媒体数据库的数据模型可分为关系数据模型、面向对象的数据模型和超媒体数据模型3类。基于不同数据模型的多媒体数据库管理系统（DBMS）的功能也有很大差别，通常基于关系数据模型的多媒体DBMS可以实现多媒体数据的存取，对多媒体数据对象之间的语义关系、时态关系、空间关系不加处理，所以这部分工作就留给应用程序去完成了。面向对象的数据模型和超媒体数据类型可以支持多媒体数据对象之间的语义关系、时态关系、空间关系的处理，其抽象程度更高，但DBMS的实现也相对复杂。在多媒体通信系统中另一个常出现的词汇是"超媒体"。在出版物中经常会出现表示注解意思的"注"字，由"注"你可以找到与之相关的一段文字或一篇文章。这种由"注"而链接到一段文字或一篇文章的链即称为超链拨，同理，超级链也可以将若干不同媒体链接起来，其集合便称为"超媒体"。多媒体通信的特征多媒体通信技术的发展打破了传统通信的单一媒体、单一电信业务的通信系统格局，反映了通信向高层次发展的一种趋势，是人们对未来社会工作和生活方式的向往。多媒体通信技术是一种综合技术，涉及多媒体技术、计算机技术、通信技术等多个领域。多媒体通信系统必须同时兼有集成性、交互性、同步性3个主要特征。 集成性多媒体通信系统的集成性指的是能对内容数据信息、多媒体和超媒体信息、脚本信息和特定的应用信息等4类信息进行存储、传输、处则和显现的能力。（1） 内容数据信息（2） 信息是以某一种结构的形式存在的，典型的结构有两种：一种是对象构，其中可处理的最小单元为对象(Object)；另一种是文件结构，其中处理的最小单元为文件（File）。多媒体和超媒体信息多媒体和超媒体信息与单媒体信息不一样，它们是结构化的信息，由结构框架和内容数据2部分组成。多媒体和超媒体信息的最小表达形式由两类，一类称为对象，另一类称为文件。（3） 脚本信息脚本信息是一组特定的用语意关系联系起来的、结构化的多媒体和超媒体信息，需要提供表示这一组多媒体信息的运作过程和与外部处理模块间的关系。（4） 特定的应用信息上述3类信息都是低层信息，可以由标准来定义和表示。特定的应用信息是高层信息，是与应用密切相关的，将随应用场合的不同有很大的不同，它的表示方法是基于上述3类的基础之上的。 交互性交互性指的是在通信系统中人与系统之间的相互控制能力。在多媒体通信系统中，交互性有两个方面的内容。一是人机接口，也就是人在使用系统的终端时用户终端向用户提供的操作界面；二是用户终端与系统之间的应用层通信协议。多媒体通信终端的用户对通信的全过程有完备的交互控制能力，这是多媒体通信系统的一个主要特征，也是区别多媒体通信系统与非多媒体通信系统的一个主要准则。 同步性同步性指的是在多媒体通信终端上显现的图像、声音和文字均以同步方式工作。如用户要检索一个重要的历史事件的片断，该事件的活动图像或静止图像存放在图像数据库中，其文字叙述和语言说明则是放在其他数据库中。多媒体通信终端通过不同传输途径将所需要的信息从不同的数据库中提取出来，并将这些图像、声音、文字同步起来，构成一个整体的信息呈现在用户面前。多媒体通信系统中的同步性是多媒体通信系统最主要的特征之一，信息的同步与否决定了系统是多媒体系统还是非多种媒体系统。同步可在链路层级、表示层级和应用层级3个层面上实现第二章 多媒体音频技术音频技术发展较早，几年前一些技术已经成熟并产品化，甚至进入了家庭，如数字音响。音频技术主要包括四个方面:音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。音频数字化目前是较为成熟的技术，多媒体声卡就是采用此技术而设计的，数字音响也是采用了此技术取代传统的模拟方式而达到了理想的音响效果。音频采样包括两个重要的参数即采样频率和采样数据位数。采样频率即对声音每秒钟采样的次数，人耳听觉上限在20KHz左右，目前常用的采样频率为11KHz，22KHz和44KHz几种。采样频率越高音质越好，存贮数据量越大。CD唱片采样频率为，达到了目前最好的听觉效果。采样数据位数即每个采样点的数据表示范围，目前常用的有8位、12位和16位三种。不同的采样数据位数决定了不同的音质，采样位数越高，存贮数据量越大，音质也越好。CD唱片采用了双声道16位采样，采样频率为，因而达到了专业级水平。音频处理包括范围较广，但主要方面集中在音频压缩上，目前最新的MPEG语音压缩算法可将声音压缩六倍。语音合成是指将正文合成为语言播放，目前国外几种主要语音的合成水平均已到实用阶段，汉语合成几年来也有突飞猛进的发展，实验系统正在运行。在音频技术中难度最大最吸引人的技术当属语音识别，虽然目前只是处于实验研究阶段，但是广阔的应用前景使之一直成为研究关注的热点之一。第三章 多媒体图像视频技术3．1视频技术虽然视频技术发展的时间较短，但是产品应用范围已经很大，与MPEG压缩技术结合的产品已开始进入家庭。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号，使得计算机可以显示和处理视频信号。目前采样格式有两种:Y:U:V4:1:1和Y:U:V4:2:2，前者是早期产品采用的主要格式，Y:U:V4:2:2格式使得色度信号采样增加了一倍，视频数字化后的色彩、清晰度及稳定性有了明显的改善，是下一代产品的发展方向。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号，从而可以录制到录像带中或在电视上播放。对于不同的应用环境有不同的技术可以采用。从低档的游戏机到电视台广播级的编码技术都已成熟。图像压缩技术图像压缩一直是技术热点之一，它的潜在价值相当大，是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础，目前ISO制订了两个压缩标准即JPEG和MPEG。JPEG是静态图像的压缩标准,适用于连续色调彩色或灰度图像。它包括两部分:一是基于DPCM(空间线性预测)技术的无失真编码，一是基于DCT(离散余弦变换)和哈夫曼编码的有失真算法。前者图像压缩无失真，但是压缩比很小，目前主要应用的是后一种算法，图像有损失但压缩比很大，压缩20倍左右时基本看不出失真。MJPEG是指MotionJPEG，即按照25帧/秒速度使用JPEG算法压缩视频信号，完成动态视频的压缩。MPEG算法是适用于动态视频的压缩算法，它除了对单幅图像进行编码以外还利用图像序列中的相关原则，将帧间的冗余去掉，这样大大提高了图像的压缩比例。通常保持较高的图像质量而压缩比高达100倍。MPEG算法的缺点是压缩算法复杂，实现很困难。第四章 多媒体通信系统1、 体系结构多媒体通信(multimedia communcations)是在位于不同地理位置的参与者之间召开的一种会议或者进行的交流，通过局域网(LAN)、广域网(WAN)、内联网(intranet)、因特网(Internet)或者电话网来传输压缩的数字图像和声音信号。像电视那样的多目标广播、录象机那样的流式播放、电话会议、电视会议、IP电话、可视电话和IP传真等等都是多媒体通信技术的一些具体的和各有特色的应用。多年来，国际电信联盟(ITU)为公共和私营电信组织制定了许多多媒体计算和通信系统的推荐标准，以促进各国之间的电信合作。ITU的26个(Series A～Z)系列推荐标准中，与多媒体通信关系最密切的7个系列标准如表4-1所示，三种类型的多媒体通信系统的核心技术标准集如表4-1所示。表4-1 ITU系列推荐标准系列名 主要内容Series G 传输系统、媒体数字系统和网络Series H 视听和多媒体系统Series I 综合业务数字网(ISDN)Series J 电视、声音节目和其他多媒体信号的传输Series Q 电话交换和控制信号传输法Series T 远程信息处理业务的终端设备2、网关的功能和结构网关是一台功能强大的计算机或者工作站，它担负线路交换网络(如电话网络)和信息包交换网络(如因特网)之间进行实时的双向通信，提供异种网络之间的连通性，它是传统线路交换网络和现代IP网络之的桥梁。IP电话(见" IP电话")的出现允许电话呼叫在信息包交换网络上进行，从而引发一场电信工业的革命。但IP电话在成为主流电话服务的道路上遇到了许多障碍。其中最大的一个问题是在IP电话网络和公众交换电话网络之间缺乏连通性。一个重要的原因是早期的网关存在对IP电话进入主流电话服务的限制。例如，通过网关建立呼叫比较困难，而且需要使用非常规的电话号码；不同的网关之间的兼容性妨碍呼叫的建立；声音的质量比较差、有回音以及延迟时间比较长等。这就促进了开发允许IP和PSTN客户能够相互通信的网关，其中的一个措施就是提高网关的处理能力。低档的网关有1～6个端口，典型地使用高档奔腾处理器的PC机方案，提供媒体处理、呼叫控制和信息包的处理等网关功能。高档网关把网关功能分散到几个处理器来实现，这叫做计算机基电话集成(computer-telephony integration，CTI)平台，可提供100多个端口。网关的基本功能可归纳为三种：(1) 转换协议(translating protocols)：网关作为一个解释器，使不同的网络能够建立联系，例如，允许PSTN和网络相互对话以建立和清除呼叫。(2) 转换信息格式(converting information formats)：不同的网络使用不同的编码方法，网关将对信息进行转换，使异种网络之间能够自由地交换信息，例如声音和电视。(3) 传输信息(transferring information)：负责在不同网络之间传输信息。网关的主要部件包括：(1) 线路交换网络(switched-circuit network，SCN)接口卡，这是一种典型的T1/E1或者叫做PRI ISDN线路接口卡，它们与线路交换网络进行通信。主速率接口(primary rate interface，PRI)由23个B通道和一个64 kb/s的D通道组成，叫做23B＋D，相当于T1线的带宽。(2) 数字信号处理器(digital signal processors，DSP)卡，它执行的任务包括声音信号的压缩和回音的取消等。(3) 网络接口(network interfaces)卡，它用来与网络进行通信，典型的网络卡包括10/100BaseT网络接口卡(network interface cards，NIC)，或者把它们的功能集成到主机板上。(4) 控制处理器(control processor)，它协调其他网关部件的所有活动，这个部件通常是在系统的主机板上。网关的主要软件包括：(1) 执行所有网关基本功能和选择功能的网关软件。例如，网关平台(Gateway Platform)执行转换协议、转换消息格式和传输信息等基本功能，支持声音压缩、协议转换、实时的传真解调/再调制以及执行系列协议。(2) 特定网关的应用软件，它执行自定义的功能以及管理和控制功能。3、会务器的功能和结构会务器(gatekeepers)是用于连接IP网络上的电视会议客户，是电视会议的关键部件之一，许多人把它当作电视会议的"大脑"。它提供授权和验证、保存和维护呼叫记录、执行地址转换而不需要你去记忆IP地址、监视网络、管理带宽以限制同时呼叫的数目从而保证电视会议的质量、以及提供与现存系统的接口。会务器的功能一般都是用软件来实现。会务器的功能分成两个部分：基本功能和选择功能。会务器必须要提供的基本功能包括："地址转换(Address Translation)：使用一种可由注册消息(Registration messages)更新的转换表，把别名地址转换成传输地址(Transport Address)。这个功能在线路交换网络上的电话企图呼叫IP网络上的PC时显得尤其重要，在确定网关地址时也很重要。准入控制(Admissions Control)：使用准入请求/准入确认/准入拒绝ARQ/ARC/ARJ(Admission Request, Confirm and Reject)消息，对访问局域网进行授权。H323标准规定必须要有用来对网络服务进行授权的RAS消息(RAS messages)，RAS是一个注册/准入/状态(Registration/Admission/Status)协议，但它不定义授权存取网络资源的规则或者政策，因此服务提供者需要会务器来干预现存的授权方法。此外，企业管理人员和服务提供者也许想使用他自己的标准来授权，例如，根据订金、信用卡等。带宽控制(Bandwidth Control)：支持RAS带宽消息(RAS bandwidth messages)，即带宽请求/带宽确认/带宽拒绝BRQ/BCF/BRJ(Request, Confirm and Reject)消息，以强制执行带宽控制。至于如何管理则要根据服务提供者或者企业管理人员的政策来确定。在许多情况下，如果在网络或者特定的网关不拥挤的况下，对任何带宽的请求都应该给予满足。区域管理(Zone Management)：用于管理所有已经注册的端点(endpoint)，为它们提供上面介绍的功能。至于确定哪个终端可以注册以及地理或者逻辑区域的组成(单个会务器管理的终端、网关和多点控制单元MCU)则由网络设计人员决定。会务器提供的选择功能包括:呼叫控制信号传输方法(Call Control Signalling)：在中有两种呼叫控制信号传输模型：会务器安排呼叫信号传输模型(Gatekeeper Routed Call Signaling Model)和直接端点呼叫信号传输模型(Direct Endpoint Call Signaling Model)。会务器可根据访问提供者的要求进行选择。呼叫授权(Call Authorization)：会务器可根据服务提供者指定的条件对一个给定的呼叫进行授权或者拒绝。其条件可包括会议时间、预定的服务类型、对受限网关的访问权限或者可用的带宽等。带宽管理(Bandwidth Management)：根据服务提供者指定的带宽分配确定是否有足够的带宽用于呼叫。呼叫管理(Call Management)：提供智能呼叫管理。会务器维护一种呼叫表以指示被呼叫终端是否处于忙状态，并为带宽管理(Bandwidth Management)功能提供信息。会务器的结构会务器通常设计成内外两层，如图4-8所示。会务器的内层叫做核心层，它由执行协议堆的软件和实现多点控制单元MCU(multipoint control unit)功能的软件组成，有的软件开发公司把它叫做会务器核心功能部件。MCU的主要功能是连接多条线路并自动或者在会议主持人的指导下手动交换电视号。会务器的外层由许多应用程序的接口组成，用于连接网络上现有的许多服务。外层软件加分吧！
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一， 语音合成技术原理 语音合成（test to speech）,简称TTS。将文字转化为语音的一种技术，类似于人类的嘴巴，通过不同的音色说出想表达的内容。 在语音合成技术中，主要分为 语言分析部分 和 声学系统部分 ，也称为 前端部分 和 后端部分， 语言分析部分主要是根据输入的文字信息进行分析，生成对应的语言学规格书，想好该怎么读；声学系统部分主要是根据语音分析部分提供的语音学规格书，生成对应的音频，实现发声的功能。 1. 语言分析部分 语言分析部分的流程图具体如下，可以简单的描述出语言分析部分主要的工作。 文本结构与语种判断： 当需要合成的文本输入后，先要判断是什么语种，例如中文，英文，藏语，维语等，再根据对应语种的语法规则，把整段文字切分为单个的句子，并将切分好的句子传到后面的处理模块。 文本标准化： 在输入需要合成的文本中，有阿拉伯数字或字母，需要转化为文字。根据设置好的规则，使合成文本标准化。例如， “请问您是尾号为8967的机主吗？“8967”为阿拉伯数字，需要转化为汉字“八九六七”，这样便于进行文字标音等后续的工作；再如，对于数字的读法，刚才的“8967“为什么没有转化为”八千九百六十七“呢？因为在文本标准化的规则中，设定了”尾号为+数字“的格式规则，这种情况下数字按照这种方式播报。这就是文本标准化中设置的规则。 文本转音素： 在汉语的语音合成中，基本上是以拼音对文字标注的，所以我们需要把文字转化为相对应的拼音，但是有些字是多音字，怎么区分当前是哪个读音，就需要通过分词，词性句法分析，判断当前是哪个读音，并且是几声的音调。 例如，“南京市长 江大桥”为“nan2jing1shi4zhang3jiang1da4qiao2”或者“南京市 长江大桥”“nan2jing1shi4chang2jiang1da4qiao3”。 句读韵律预测： 人类在语言表达的时候总是附带着语气与感情，TTS合成的音频是为了模仿真实的人声，所以需要对文本进行韵律预测，什么地方需要停顿，停顿多久，哪个字或者词语需要重读，哪个词需要轻读等，实现声音的高低曲折，抑扬顿挫。 2 ．声学系统部分 声学系统部分目前主要有三种技术实现方式，分别为：波形拼接，参数合成以及端到端的语音合成技术。 1) 波形拼接语音合成 通过前期录制大量的音频，尽可能全的覆盖所有的音节音素，基于统计规则的大语料库拼接成对应的文本音频，所以波形拼接技术通过已有库中的音节进行拼接，实现语音合成的功能。一般此技术需要大量的录音，录音量越大，效果越好，一般做的好的音库，录音量在50小时以上。优点：音质好，情感真实。 缺点：需要的录音量大，覆盖要求高，字间协同过渡生硬，不平滑，不是很自然。 2) 参数语音合成技术 参数合成技术主要是通过数学方法对已有录音进行频谱特性参数建模，构建文本序列映射到语音特征的映射关系，生成参数合成器。所以当输入一个文本时，先将文本序列映射出对应的音频特征，再通过声学模型（声码器）将音频特征转化为我们听得懂的声音。优点：录音量小，可多个音色共同训练，字间协同过渡平滑，自然等。 缺点：音质没有波形拼接的好，机械感强，有杂音等。3) 端到端语音合成技术 端到端语音合成技术是目前比较火的技术，通过神经网络学习的方法，实现直接输入文本或者注音字符 ，中间为黑盒部分，然后输出合成音频，对复杂的语言分析部分得到了极大的简化。所以端到端的语音合成技术，大大降低了对语言学知识的要求，且可以实现多种语言的语音合成，不再受语言学知识的限制。通过端到端合成的音频，效果得到的进一步的优化，声音更加贴近真人。优点：对语言学知识要求降低，合成的音频拟人化程度更高，效果好，录音量小。 缺点：性能大大降低，合成的音频不能人为调优。 以上主要是对语音合成技术原理的简单介绍，也是目前语音合成主流应用的技术。当前的技术也再迭代更新，像端到端技术目前比较火的wavenet，Tacotron，Tacotron2以及deepvoice3等技术，感兴趣的朋友可以自己了解学习。 二， 技术边界 目前语音合成技术落地是比较成熟的，比如前面说到的各种播报场景，读小说，读新闻以及现在比较火的人机交互。但是目前的TTS还是存在着一些解决不掉的问题。 1. 拟人化 其实当前的TTS拟人化程度已经很高了，但是行业内的人一般都能听出来是否是合成的音频，因为合成音的整体韵律还是比真人要差很多，真人的声音是带有气息感和情感的，TTS合成的音频声音很逼近真人，但是在整体的韵律方面会显得很平稳，不会随着文本内容有大的起伏变化，单个字词可能还会有机械感。 2. 情绪化 真人在说话的时候，可以察觉到当前情绪状态，在语言表达时，通过声音就可以知道这个人是否开心，或者沮丧，也会结合表达的内容传达具体的情绪状态。单个TTS音库是做不到，例如在读小说的时候，小说中会有很多的场景，不同的情绪，但是用TTS合成的音频，整体感情和情绪是比较平稳的，没有很大的起伏。目前优化的方式有两种，一是加上背景音乐，不同的场景用不同的背景音乐，淡化合成音的感情情绪，让背景音烘托氛围。二是制作多种情绪下的合成音库，可以在不同的场景调用不同的音库来合成音频。 3. 定制化 当前我们听到语音合成厂商合成的音频时，整体效果还是不错的，很多客户会有定制化的需求，例如用自己企业职员的声音制作一个音库，想要达到和语音合成厂商一样的效果，这个是比较难的，目前语音合成厂商的录音员基本上都是专业的播音员，不是任何一个人就可以满足制作音库的标准，如果技术可以达到每一个人的声音都可以到达85%以上的还原，这将应用于更多的场景中。 三， 效果指标和技术指标 随着语音合成技术的发展，语音合成（TTS）已经应用于生活中的各个场景，实现了语音合成技术的应用落地。例如，在高铁，机场的语音播报工作，医院的叫号业务，以及现在比较火热的语音交互产品。语音合成的各种应用说明它不仅仅是一项技术，更是一款产品，作为产品，可以用哪些指标来衡量这款产品呢？ 下面将介绍两种衡量TTS产品的指标，效果指标和性能指标。1. 效果指标 1) MOS 值 目前关于TTS合成效果的评判标准，行业内一致认可的是mos值测试 ，找一些业内专家，对合成的音频效果进行打分，分值在1-5分之间，通过平均得到最后的分数，这就是mos值测试。 很显然这是一个主观的评分，没有具体的评分标准，这和个人对音色的喜好，对合成音频内容场景的掌握情况，以及对语音合成的了解程度是强相关的，所以算是仁者见仁，智者见智的测试方式。 由于TTS合成效果的评判主观性，导致在一些项目的验收中，不能明确出具体的验收标准，例如在定制音库的项目中，客户想做一个独有的定制音库，最后验收肯定是客户对合成音频效果满意，则成功验收，这是一个很主观的标准，怎么样才算满意呢？对于TTS厂商而言，这是不公平的。所以需要找一些可以量化的标准使得项目可以更好的验收，双方也不会因为合成效果出分歧。这里推荐一条验收标准，可以将语音合成效果量化， 分别对原始录音和合成音频进行盲测打分（mos值测试） ， 合成音频的mos值能达到原始录音的85% （数值可以根据项目情况来定） 以上 ， 就可验收 ，这样就可以把验收标准确定下来，且进行了量化。当然打分团队可以是客户和TTS厂商的人，也可以请第三方的人来打分，确保公平。 虽然mos值是一个比较主观的测试方式，但也有一些可评判的标准。例如在合成的音频中，多音字的读法，当前场景下数字的播报方式，英语的播报方式，以及在韵律方面，词语是否连在一起播报，应该重读的地方是否有重读，停顿的地方是否合理，音色是否符合应用于当前的这个场景，都可以在打分的时候做为得分失分的依据。 分享一个简单的评分标准，可作为参考依据。2) ABX 测评 合成效果对比性测试，选择相同的文本以及相同场景下的音色，用不同的TTS系统合成来对比哪个的合成效果较好，也是人为的主观判断，但是具有一定的对比性，哪一个TTS更适合当前的场景，以及合成的效果更好。 2. 性能指标 1) 实时率 在语音合成中，合成方式分为 非流式合成 和 流失合成 ， 非流失合成指的是一次性传入文本，一次性返回合成的文本音频；流式合成指的是文本传输给TTS时，TTS会分段传回合成的音频， 这样可以减少语音合成的等待时间，在播报的同时也在合成，不用等到整段音频合成完再进行播报，所以对于语音合成时间的一个指标就是实时率。实时率等于文字合成所需时长除以文字合成的音频总时长，下面是实时率的计算公式：为什么讲实时率会说到非流失合成和流式合成，因为在流式合成场景中，开始合成的时候也就已经开始播报了，音频合成完成也就播报完成了，不会产生等待的过程，这种过程主要用于语音交互的场景，智能机器人收到语音信号之后，马上就可以给予答复，不会让用户等太久。所以为了确保用户的最佳体验， 要求“文字合成所需时长”≤“文字合成出的音频时长”，也就是实时率要小于等于1 。 2) 首包响应时间 在流式合成中，分段合成的音频会传输给客户端或者播放系统，在合成首段音频时，也会耗费时间，这个耗时称为“首包响应时间”。为什么会统计这个时间呢，因为在语音交互中，根据项目经验以及人的容忍程度，当用户说完话时，在1200ms之内，机器人就要开始播报回复，这样就不会感觉有空白时间或者停顿点，如果时间超过1200ms，明显感觉会有一个等待的时间，用户体验不佳，性子急的用户可能就终止了聊天。1200ms的时间不只是TTS语音合成的首包时间，还有ASR（语音识别）和NLU（自然语言理解）所消耗的时间，所以TTS首包响应时间要控制在500ms以内，确保给ASR，NLU留有更多的时间。 3) 并发数 人工智能的发展主要有三个方面，分别为算法，算力，数据，其实讲的性能指标相当于是算力的部分，目前承载算力的服务器有CPU服务器和GPU服务器。前面说到实时率的指标是要小于等于1，那如果实时率远小于1，是不是会对服务器造成浪费呢，因为只要实时率小于等于1，就可以满足用户的需求，让用户体验良好。 所以上面说的实时率是针对CPU服务器单核单线程时，或者GPU单卡单线程时， 那实时率的公式可以为：为了资源的最大利用化，我们只需确保实时率接近1，或者等于1就行，没必要远小于1，所以当在单核单线程实时率远小于1时，则可以实现一核二线，一核三线的线程数，使得实时率为1，这个一核“二线”，“三线”，这个“几线”说的就是几 并发数 ，准确说是 单核并发数。 那这个并发数怎计算呢，举个例子，如果单核单线程的并发数是，则一核10线程的并发就是1，也是满足需求的，就可以按照这个并发数给客户提供。所以并发数的计算公式如下：所以当用户需要200线程的语音合成并发数使，按的实时率，一核十线，只需要20核的cpu服务器，则可以跟客户要求24核的cpu服务器即可满足客户的需求，也为客户节省了成本。 再说一下这个线程和并发的概念，线程，并发算是同一个概念，例如200线并发，指的是需要同时支持200线的语音合成，200线是同时合成音频的，合成内容可以相同也可以不同。 4) 合成100个字需要多少时间（1s能合成多少个字） 有些客户对于实时率，响应时间这些概念是比较模糊的，他会问你们的 TTS合成100个字需要多少时间 或者 1s能合成多少个字 ，所以这个时候为了方便和客户沟通，我们需要知道合成100个字TTS消耗的时间。这个数据是可以大概算出来的，当然也可以直接让测试测出一百字消耗的时间。这里主要讲一下计算的方法。 按照正常的播报速度，1秒可以播报4个字左右，我们就按照四个字计算，100个字的音频，音频时长大概就是25s（100除以4），假如实时率为，再根据当前的实时率计算公式，算出合成时间为，也可以计算出1s合成的字数（100/）为40个字。 简单介绍了语音合成产品会涉及到的一些参数指标，还有一些测试时需要了解的指标数据，例如cpu占用，内存占用，DPS（单位时间合成的音频总时长）,TPS（单位时间合成的音频任务数）以及TP99，感兴趣的朋友可以查询研究一下，这些数据也主要用于项目poc的测试中，或者TTS产品整体的测试中，可以算是对于TTS产品的一个整体的了解。 四， 语音合成厂商 有很多厂商拥有语音合成技术，有互联网大厂，也有一些只专注于人工智能的企业。 科大讯飞 科大讯飞的语音合成技术在全球范围内也是数一数二的，合成的音频效果自然度高，讯飞官网挂接的音库是最多的，且涉及很多的场景，以及很多的外语音库。 阿里巴巴 在阿里云官网的音库，有几个音库的合成效果非常棒，例如艾夏，合成的音频播报时感觉带有气息感，拟人化程度相当高。 百度 百度的语音合成技术还是很强的，但是官网给的合成音库较少，具体不太好评判。 灵伴科技 这家公司在语音合成领域是不在忽略的。灵伴的音库合成音效果也是非常的棒，有一个东北大叔的音库，主要是偏东北话，整体的韵律，停顿，重读等掌握的很好，很到位。 标贝科技 标贝科技和灵伴科技一样，是语音合成领域不可小觑的两个企业，是因为他们TTS合成的音频效果拟人化程度很高，每个场景的风格也很逼真。 捷通华声 捷通华声是一家老牌的人工智能企业，合成的音频效果整体还是不错的，且支持多种语种的音库。 还有些企业没有一一列出来，是因为上面这些企业是在平时项目中，或者TTS技术落地应用上比较多的企业。 五， 小结 目前的语音合成已经应用于各种场景，是较成熟可落地的产品，对于合成音的要求，当前的技术已经可以做很好了，满足了市场上绝大部分需求，语音合成技术主要是合成类似于人声的音频，其实当前的技术已完全满足。目前的问题在于不同场景的具体需求的实现，例如不同的数字读法，如何智能的判断当前场景应该是哪种播报方式，以及什么样的语气和情绪更适合当下的场景，多音字如何更好地区分，确保合成的音频尽可能的不出错。当然错误有时候是不可避免的，但是如何在容错范围之内，或者读错之后是否有很好的自学机制，下次播报时就可以读对，具有自我纠错的能力，这些可能是当前产品化时遇到的更多更实际的问题，在产品整体设计的时候，这些是需要考虑的主要问题。 后续会讲述在实际场景中主要遇到的问题以及解决的方案。
1.合成氨的工艺流程 (1)原料气制备 将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 (2)净化 对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 ① 一氧化碳变换过程 在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下： CO+H2OH→2+CO2 = 0298HΔ 由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至左右。因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。 ② 脱硫脱碳过程 各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。 粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。 一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA法，MEA法等。 4 ③ 气体精制过程 经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。 目前在工业生产中，最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法，是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO，而且也能脱除甲烷和大部分氩，这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气，深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺，要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反应如下： CO+3H2→CH4+H2O = 0298HΔ CO2+4H2→CH4+2H2O = 0298HΔ (3)氨合成 将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行，由于反应后气体中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式如下： N2+3H2→2NH3(g) =
德国化学家哈伯(， 1868-1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上。这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下：N2+3H2≒2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:"高温 高压",下为:"催化剂")合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。
化学化工环境1.喜树发根培养及培养基中次生代谢产物的研究2.虾下脚料制备多功能叶面肥的研究3.缩合型有机硅电子灌封材料交联体系研究4.棉籽蛋白接枝丙烯酸高吸水性树脂合成与性能研究5.酶法双甘酯的制备6.硅酸锆的提纯毕业论文7.腐植酸钾/凹凸棒/聚丙烯酸复合吸水树脂的合成及性能研究8.羟基磷灰石的制备及对4-硝基苯酚吸附性能的研究9.铝合金阳极氧化及封闭处理10.贝氏体白口耐磨铸铁磨球的研究等离子喷涂设备的调试与工艺试验高温旋风除尘器开发设计13.玻纤增强材料注塑成型工艺特点的研究14.年处理30万吨铜选矿厂设计15.年处理60万吨铁选厂毕业设计16.广东省韶关市大宝山铜铁矿井下开采设计17.日处理1750吨铅锌选矿厂设计聚氯乙烯乙炔工段初步工艺设计19.年产50万吨焦炉鼓冷工段工艺设计20.年产25万吨合成氨铜洗工段工艺设计装置异构化单元反应器进行自动控制系统设计装置异构化单元脱庚烷塔自动控制系统设计23.金属纳米催化剂的制备及其对环己烷氧化性能的影响24.高温高压条件下浆态鼓泡床气液传质特性的研究25.新型纳米电子材料的特性、发展及应用26.发达国家安全生产监督管理体制的研究27.工伤保险与事故预防28.氯气生产与储存过程中危险性分析及其预防29.无公害农产品的发展与检测30.环氧乙烷工业设计31.年产21000吨乙醇水精馏装置工艺设计32.年产26000吨乙醇精馏装置设计33.高层大厦首层至屋面消防给水工程设计34.某市航空发动机组试车车间噪声控制设计35.一株源于厌氧除磷反应器NL菌的鉴定及活性研究36.一株新的短程反硝化聚磷菌的鉴定及活性研究37.广州地区酸雨特征及其与气象条件的关系38.超声协同硝酸提取城市污泥重金属的研究39.脱氨剂和铁碳法处理稀土废水氨氮的研究40.稀土超磁致伸缩材料扬声器研制41.纳米氧化铋的发展42.海泡石TiO2光敏催化剂的制备及其研究43.超磁致伸缩复合材料的制备44.钙钛矿型无铅压电陶瓷的制备和性能研究毕业论文法在硅基板上制备硅化钛纳米线46.浅层地热能在热水系统中的利用初探及其工程设计47.输配管网的软件开发
合成氨工业是基础化学工业之一，其产量居各种化工产品的首位，氨本身除了是主要的氮肥原料外，亦是重要的化工原料，可制成各种炸药。同时氨，尿素和硝酸也是氨基树脂，聚酰胺树脂，硝化纤维素等高分子化合物的原料。以其为原料可以制得塑料，合成纤维，油漆，感光材料等产品。对于一氧化碳，氢气合成气等生产氨的原料，可进行综合利用，以联产甲醇及羧基合成甲醇，醋酸，酸酐等一系列碳一化工产品，减少废物的排放，减轻对对环境的污染。提高企业经济效益，实现可持续发展已成为当今合成氨工业生产技术发展方向。国际上随着人口的增长对农作物增长的需求和环境绿化面积的扩大而不断增加对合成氨的需求量[1]。 据资料统计：1997 年世界合成氨年产量达。预计2000 年产量将达。其化肥用氨分别占氨产量的和。我国1996 年合成氨产量已达，专家预测2000 年将达36Mt，2020 年将增加至45Mt。即今后20 年间将增加到现在的 倍。因而合成氨的持续健康发展还有相当长的路要走。未来我国合成氨氮肥的实物产量将会超过石油和钢铁。合成氨工业是农业的基础。它的发展对我国国民经济的发展有重大影响。因此，我国现有众多的化肥生产装置应成为改造扩建增产的基础。我国七十至九十年代先后重复引进30 多套大化肥装置，耗费巨额资金，在提高了化肥生产技术水平的同时，也受到国外的制约。今后我国应在引进国外先进技术的基础上着力国内开发研究自力更生，走出一条具有中国特色的社会主义民族工业的发展道路。过去引进建设一套大型化肥装置，耗资数十亿元。当今走改造扩建增产的道路，可使投资节省1/2—2/3的巨额资金用于农田水利建设和农产品深加工，这一举措将在加快农村经济发展，提高农民生活水平，缩小城乡差距发挥重要作用[2]。 国内外研究现状及发展前景 以煤为原料制氨是今后我国合成氨工业发展方向。现今世界煤探明储量相当于石油储量。世界煤可开采资源为×1014t预计可开采年限在65年以上，我国地域辽阔，矿藏丰富，煤将会成为我国未来的主要资源。 利用廉价水电电解水制氨开发[3]。我国水利资源丰富，潜在的水利资源达数亿万千瓦的水力发电，开发利用能提供廉价的电能，用以电解分离出氢气和氧气，再用氧气同水煤浆汽化生产合成氨、甲醇及碳一化工产品。合成氨和碳一化学品在水力资源丰富地区，开发建设水电同煤炭生产化肥、动力燃料及化工产品，亦是可靠的能源基础，可作为今后开发利用的方向[4]，LCA技术合成氨[5]。 未来我国合成氨工业发展方向目前国外合成氨生产规模发展趋势是提高单系列生产能力[6]。未来氨装置单系列生产能力为日产2kt，尿素装置相应为。新建单系列投资相比双系列可降低20%。目前我国合成氨日产2kt 大型系列应走老厂改扩道路，在现有日产1kt合成氨装置上采用在二段转化炉加氧，使合成气生产能力加翻，达日产2kt，再进行氨合成配套，同时采用高压变换气气提法将氨加工成尿素，这种方法可代替脱除CO2 装置，以平衡增产氨和氨的加工产品的生产能力。这种改造投资还不到新建的1/2。同时随着将来天然气的成网配置，对30多套大型合成氨装置改扩后，每年就能够增产合成氨近10Mt，同时提高了天然气原料制氨的比重。在产品多样化的当代，从制氨用合成气出发，在制取合成氨的同时，联产甲醇和碳一化工产品，已成为资源综合利用的有效途径。随着深度加工产品的不断开发，化学应用领域不断开拓，其在国民经济中的地位将愈显重要。在我国新疆地区每年将烧掉近109m3天然气，这些烧掉的天然气都未能得到充分的利用，而这些天然气若回收利用可生产尿素 或甲醇1Mt/a，这是一个具有重大经济和环境意义的工程，需要统筹规划，开发建设移动撬装式回收装置，以灵活地进行油田伴生气的回收利用[7]。
生产能力和产量：合成氨是化学工业中产量很大的化工产品。消费和用途：合成氨主要消费部门为化肥工业，用于其他领域的（主要是高分子化工、火炸药工业等）非化肥用氨，统称为工业用氨。原料：合成氨主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤等。生产方法：生产合成氨的方法主要区别在原料气的制造，其中最广泛采用的为蒸汽转化法和部分氧化法（见合成氨原料气）。
合成氨,指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名：氨气。分子式NH3英文名：synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。 合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料 生产方法 生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。 ①天然气制氨。天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约％～％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。 ②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。 ③煤（焦炭）制氨。随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。 用途 氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。 贮运 商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。
氮气加氢气高温高压催化剂
2NH4Cl+Ca(OH)2=（条件加热）CaCl2+2H2O+2NH3↑