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SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE VOZ PARA

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2. 69 Figura 25 Componentes do sistema de reconhecimento de vozZ 71 Figura 26 Botoeira da plataforma elevat ria riisa aa aso eos oia cea a aa a ae o ei cea a aa aa neo etc cDDno 72 Figura 27 Motor e mecanismos da plataforma elevat ria uuus sss 73 Figura 28 Placa eletr nica para controle do MOtOr ccicciiii iii ciiiiiiiss 73 Figura 29 Funcionamento do motor do sistema de port o eletr nico PPA 75 Figura 30 Sistema de reconhecimento de voz na caixa pl stica 77 Figura 31 Implementa o final do sistema de reconhecimento de voz 77 Figura 32 Tela de inicializac o do sistema de reconhecimento de voz LISTA DE TABELAS Tabela 1 Custos para a construc o do sistema utilizado no trabalho de conclus o de CUFSO ETE O e cre ene tree Ned DOUE RES DEU ARAS NORE CITER NENO E OS qUe CNR CRUE CREE UERN CPOE CI DO UCR RR 28 Tabela 2 Compara o entre modelos Raspberry Pi A e B 35 Tabela 3 Principais m todos e eventos da API Coruja iciiieeiinnee ss 56 Tabela 4 Custos para a constru o do sistema de reconhecimento de voz proposto nesieitrabalhO assis ssa SSIS COEN O bos EUR DE DEDO EVDE SE SS AA OI DEE US 70 LISTA DE SIGLAS ADA American with Disabilities Act ou Lei do Americano com Defici ncias API Applic
3. Main TE global ComandoParar global ComandoMovimento ComandoParar True ComandoMovimento False 1f Pino 17 print Fim de curso baixo elif Pino 18 print Fim de curso alto GPIO output 27 False GPIO output 23 True name main global PrimCiclo global ComandoParar global ComandoMovimento 91 92 PrimCiclo True ComandoParar True ComandoMovimento False if PrimCiclo True GPIO output 23 True print Bem vindo ao sistema de reconhecimento de voz print Aguarde carregando o Julius child pexpect spawn julius C julius jconf ING GPIO add event detect 17 GPIO FA GPIO add event callback 17 FimdeCurso 100 GPIO add_event detect 18 GPIO FALLING GPIO add event callback 18 FimdeCurso 100 while True if GPIO input 4 try Julius except KeyboardInterrupt child close force True break else print Nenhuma pessoa sob a plataforma GPIO output 22 False sleep 2 PrimCiclo False GPIO cleanup 93 AP NDICE C INSTRU ES PARA UTILIZA O DO SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE VOZ As diretrizes para utilizac o do sistema de reconhecimento de voz ser o dadas a seguir Passos iniciais referentes a inicializac o do sistema Conectar o cabo HDMI ligando o Raspberry Pi ao monitor Conectar a HUB no Raspberry Pi Conectar o teclado o mouse e o adaptador de udio HUB
4. d Verificar se o cart o SD inserido corresponde ao selecionado pela Ferramenta de Formata o e Clicar no bot o Format A Figura 17 serve para facilitar o entendimento das etapas de b at e pois mostra a tela que aparece da Ferramenta de Formata o FORMAT TYPE QUICK FORMAT SOE ADJUSTMENT Format Opten QUICK FORMAT FORMAT SOE AD AUSTMENT OFF Figura 17 Formatando cartao SD Fonte Autoria propria 3 Baixar o New Out Of Box Software NOOBS no endere o na Internet downloads raspberrypi org noobs 4 Descompactar o arquivo baixado 5 Copiar os arquivos descompactados os quais est o representados na Figura 18 no cart o SD que foi formatado 60 Name Date modified Type de images 07 09 2013 21 13 File folder n slides E 07 09 2013 21 13 File folder bootcode 26 06 2013 17 37 VLC media file bi BUILD DATA 26 06 2013 17 37 File L recovery cmdline 26 06 2013 17 37 CMOLINE File recovery elf 26 06 ELF File _ recovery 26 06 2013 17 37 Image Files recovery rfs 26 06 2013 17 37 RFS File RECOVERY FILES DO NOT EDIT 26 06 2013 17 37 File riscos boot 26 06 2013 17 37 VLC media file bi Figura 18 Arquivos NOOBS Fonte Autoria pr pria 6 Colocar o cart o SD no RPi 7 Conectar o HUB no USB do RPie ligar o mouse e o teclado nas entradas USB do HUB 8 Conectar o cabo HDMI ligando o RPi ao monitor 9 Conectar o cabo Ethernet ao roteador ou outro computador com aces
5. Conectar o microfone ao adaptador de udio Conectar a fonte de alimentac o entrada micro USB do Raspberry Pi lig la na tomada Aguardar a inicializac o do sistema operacional Raspbian Execuc o do programa de reconhecimento de voz com o sistema inicializado atrav s dos comandos listados abaixo o programa ser executado 7 10 11 Logar no sistema utilizando o login root e password root Declarar a entrada do microfone como entrada de udio principal export ALSADEV plughw 1 0 Entrar na pasta que cont m o arquivo de programa a ser executado cd root coruja jlapsapi Executar o programa de reconhecimento de voz desenvolvido python programa py Sistema pronto pra uso e aguardando comando de voz do usu rio 94 Uma vez que o programa esteja em execuc o os perif ricos de programac o n o s o mais necess rios e podem ser desconectados do sistema sendo eles o monitor o teclado e o mouse A Figura 32 mostra a tela de inicializac o do RPi ap s dados os comandos Raspbian GNU Linux 7 raspbe rrypi ttyl raspberrypi login root Password Last login Thu Jan 1 02 39 04 r Linux raspberrypi 3 1 ruse oe dg 0 24 614 PREEMPT Thu Dec 19 20 38 42 GMT 2013 armu6i The programs included with the Debian GNU Linux ten are f the exact distribution terms for each progran oe n lh f roa gg individual files in usr share doc copyr ight Debian GNU Linux comes vith ABSOLUTELY NO
6. Este trabalho composto de cinco cap tulos O primeiro cap tulo destinado introdu o sendo subdividido em motiva o objetivos premissa e procedimentos metodol gicos O segundo cap tulo explica detalhadamente atrav s de pesquisa bibliogr fica os principais conceitos necess rios para o bom entendimento deste trabalho tecnologia assistiva automa o dom tica e reconhecimento de fala O terceiro cap tulo trata do desenvolvimento do programa de reconhecimento de voz e descreve as etapas referentes inicializa o do minicomputador Raspberry Pi instala o do software base escolhido elabora o do c digo de reconhecimento e ao teste realizado para verificar a efic cia do programa 20 O quarto cap tulo lista os materiais utilizados para a construc o do sistema de reconhecimento de voz e aborda a implementac o do sistema de reconhecimento de voz na plataforma elevat ria As diretrizes referentes metodologia executada s o listadas e um estudo sobre a efici ncia do sistema de reconhecimento de voz desenvolvido feito As dificuldades encontradas com as consequentes corre es aplicadas s o descritas O quinto e ltimo cap tulo apresenta as principais conclus es obtidas com o desenvolvimento do trabalho realizado e lista ideias para trabalhos futuros Nos ap ndices podem ser encontrados o c digo de programa e os arquivos utilizados 21 2 FUNDAMENTA O TE RICA Neste cap tulo ser o tr
7. lento b 2000 b2 200 sb 300 The number of candidates Julius tries to find n 1 If julius go wrong with checking parameter type try below notypecheck PTM triphone switch computation method of IWCD on Ist pass iwcdl best 5 assign average of N best likelihood of the same context iwcdl max assign maximum likelihood of the same context iwcdl avg assign average likelihood of the same context default 96 Gaussian Pruning Number of mixtures to select in a mixture pdf This default value is optimized for IPA99 s PTM with 64 Gaussians per codebook tmix 2 Select Gaussian pruning algorithm defulat beam standard setting safe others gprune safe safe pruning accurate but slow gprune heuristic heuristic pruning gprune beam beam pruning fast but sensitive gprune none no pruning Search Parameters force ccd enable context dependency handling lmp 15 0 10 0 lmp2 15 0 10 0 b 2000 b2 200 sb 300 b 400 beam width on 1st pass fnodes for monophone b 800 beam width on lst pass nodes for triphone PTM b 1000 beam width on 1st pass nodes for triphone PTM engine v2 1 s 50 Stack size b2 200 beam width on 2nd pass words sb 200 0 score beam envelope threshold s 500 hypotheses stack size on 2nd pass hypo m 2000 hypotheses overflow threshold hypo lookuprange 5 lookup range for word expa
8. m ser pressionado com a plataforma em movimento O acionar do bot o durante sua descida faz com que a plataforma pare imediatamente e pression lo novamente ir reverter o sentido do motor elevando a plataforma Caso a plataforma esteja subindo o pressionar do bot o realiza uma parada breve e em seguida automaticamente inicia se o movimento de descida Isto ocorre porque o sistema de port o eletr nico conta com uma func o de antiesmagamento predefinida pelo fabricante n o sendo poss vel alterac o A Figura 29 ilustra o principio de funcionamento do sistema descrito acima 75 FUNCIONAMENTO Para acionar seu automatizador do tipo pivotante basta pressionar o bot o do controle remoto PPA que acompanha a m quina por um 1 segundo Abrindo Fechando Caso o controle remoto seja acionado enquanto o port o estiver abrindo o automatizado ir parar e permanecer dessa maneira at que o controle seja acionado novamente L l No caso do controle remoto ser acionado enquanto o port o estiver fechando por medida de seguran a o port o ir parar e abrir automaticamente Figura 29 Funcionamento do motor do sistema de port o eletr nico PPA Fonte PPA 2013 Havendo uma poss vel queda de energia ou desconex o da rede el trica a plataforma cessa o movimento esteja subindo ou descendo No retorno da energia ao sistema a plataforma permanece parada at que o bot o verde seja acionado o que far com qu
9. quinas virtuais NET Administrado pela Python Software Foundation um recurso com c digo aberto que pode ser usado gratuitamente at mesmo no mbito comercial PYTHON SOFTWARE 2013 Esta linguagem din mica r pida e acess vel disponibiliza recursos avan ados de manipula o de estruturas de dados e eficientes mecanismos para detec o e tratamento de erros Com tamanho reduzido quando comparado a c digos 39 escritos em Java ou C um quinto a um ter o do tamanho o c digo script n o necessita de compilac o previa para execuc o As bibliotecas possuem variados conjuntos de funcionalidades e suportam diversas tarefas de programac o como por exemplo manipulac o de string math time e GPIO ASCHER LUTZ 2004 A programac o em Python facilitada por existirem v rios f runs de discuss es na Internet nos quais poss vel encontrar informac es e tutoriais sobre a estrutura da linguagem func es e bibliotecas dispon veis A vers o utilizada para o desenvolvimento deste trabalho foi Python 2 7 3 Os c digos foram escritos no editor de texto Leafpad e executados no terminal do Raspberry Pi atrav s do comando python nome do arquivo py 2 2 2 Sistemas operacionais O sistema operacional forma uma interface entre o usu rio e o hardware O sistema operacional juntamente com alguns outros softwares pode ser agrupado como softwares do sistema tais como editores compiladores utilit rios sistema opera
10. recursos Os produtos instrumentos equipamentos ou sistemas tecnol gicos com produ o personalizada ou em s rie s o denominados Ajudas T cnicas e s o utilizados para prevenir compensar atenuar ou at mesmo eliminar uma defici ncia incapacidade ou desvantagem ORGANIZA O INTERNACIONAL 2002 ATA al m de auxiliar pessoas com defici ncias f sicas mentais visuais e ou auditivas visa tamb m reduzir ou neutralizar as limita es encontradas por pessoas idosas na execu o de suas atividades di rias aumentando sua autonomia MINIST RIO DA C NCIA 2005 Pode se dizer que o objetivo principal da Tecnologia Assistiva proporcionar independ ncia e qualidade de vida pessoa que a utiliza favorecendo tamb m sua inclus o social por meio da amplia o da sua mobilidade controle de ambiente comunica o e ou aprendizagem A TA pode aprimorar uma habilidade funcional deficit ria ou possibilitar a realiza o de uma fun o desejada que esteja impedida em raz o da defici ncia ou do envelhecimento BERSCH 2008 2 1 2 Recursos e servi os A TA baseia se em dois fundamentos essenciais recursos e servi os O ADA define recursos como sendo qualquer item equipamento ou parte dele produto ou sistema que visa manter ampliar ou melhorar as capacidades funcionais de seus utilizadores Podem ser fabricados em s rie ou sob medida ESTADOS UNIDOS 1988 O n vel de complexidade dos recursos varia de acordo com a
11. 8859 1 PT UTF 8 UTI PTecuro 150 885 ro RO 1S0 8859 2 Figura 21 Configurac o da localiza o do RPi Fonte Autoria pr pria A tela de configurac o com as todas opc es de ajuste est representada na Figura 22 s Set up language and regional sett Enable thie Pi to vork with the Raspberr his Pi to the ne Rasp Add thi Figura 22 Tela de configura o do Raspberry Pi Fonte Autoria propria Ap s realizada esta primeira configura o O Raspberry Pi esta pronto para uso 3 2 INSTALANDO O JULIUS E O MODELO AC STICO DO CORUJA Ap s muita pesquisa e leitura decidiu se utilizar o programa Julius combinando o com o modelo ac stico do projeto Coruja LaPS para realizar o reconhecimento de voz necess rio para o acionamento da plataforma elevat ria Este decodificador foi escolhido por ser gratuito possuir c digo aberto e compat vel com o sistema operacional do RPI A instalac o foi realizada utilizando o sistema operacional 63 Raspbian 32 bit o qual corresponde a uma vers o do Debian otimizada para o microcomputador Raspberry Pi Todos os passos foram realizados com o super usu rio root logado e com conex o a Internet Foram utilizados o tutorial para instalac o do Julius usando o Raspberry Pi e o modelo ac stico disponibilizado no grupo Google Coruja Reconhecimento de Voz em PB Primeiramente o firmware do Raspberry Pifoi atualizado com os comandos abaixo apt get install update apt
12. Censo Demogr fico 2010 Caracter sticas gerais da populac o religi o e pessoas com defici ncia Brasil 2010 Dispon vel em lt http www censo2010 ibge gov br gt Acesso em 15 mar 2013 83 INSTITUTO DE TECNOLOGIA SOCIAL Portal Nacional de Tecnologia Assistiva Brasil 2013 Dispon vel em lt http www assistiva org br gt Acesso em 15 jun 2013 INSTITUTO DE TECNOLOGIA SOCIAL Sociedade Inclusiva e a contribuic o da Tecnologia Assistiva Revista CONHECIMENTO Ponte Para Vida S o Paulo ano 1 n 1 e 2 p 38 42 mar 2007 KLAUTAU Aldebaro et al Um Reconhecedor de Voz Livre para Portugu s Brasileiro com Interface de Programac o Universidade Federal do Par Bel m 2010 LABORAT RIO DE PROCESSAMENTO DE SINAIS Reconhecimento de Voz para o Portugu s Brasileiro Universidade Federal do Par Bel m 2013 Dispon vel em lt http www laps ufpa br falabrasil descricao php gt Acesso em 27 out 2013 LEE Akinobu The Julius Book SourceForge 2010 LEITE M rio T cnicas de Programa o uma abordagem moderna Rio de Janeiro Brasport 2006 MATHIVANAN N Microprocessors Pc Hardware and Intefacing Nova Delhi PHI Learning 2006 MINIST RIO DA CI NCIA E TECNOLOGIA CHAMADA P BLICA MCT FINEP A o Transversal Tecnologias Assistivas 09 2005 Brasil 2005 Dispon vel em lt http www finep gov br fundos_setoriais acao_transversal editais Chamada_Public a Acao Transversal Tecnologias As
13. Decreto 5 296 2004 de 2 de dezembro de 2004 Regulamenta as Leis n s 10 048 de 8 de novembro de 2000 e 10 098 de 19 de dezembro de 2000 Dispon vel em lt http www planalto gov br ccivil_03 _ato2004 2006 2004 decreto d5296 htm gt Acesso em 05 jun 2013 BOLTON William Mechatronics A Multidisciplinary Approach 4 ed England Pearson Education Limited 2008 BOLZANI Caio Augustus M Resid ncias Inteligentes 1 ed Sao Paulo Editora Livraria da Fisica 2004 CAMPOS Augusto O que Linux BR Linux Florian polis marco de 2006 Dispon vel em lt http pr linux org fag linux gt Acesso em 16 jul 2013 CHAN M ESTEVE D ESCRIBA C CAMPO E A review of smart homes Present state and fututre challenges Computer methods and programs in biomedicine n 91 p 55 81 2008 COMIT DE AJUDAS T CNICAS Ata da Reuni o VII de dezembro de 2007 Comit de Ajudas T cnicas Secretaria Especial dos Direitos Humanos da Presid ncia da Republica CORDE SEDH PR Disponivel em lt http www docstoc com docs 1 10376452 ATA VII Comit EF BF BD de Ajudas T EF BF BDcnicas CAT gt Acesso em 06 jul 2013 CONDOWORKS Elevador com acionamento pela voz Sao Paulo 2006 Disponivel em lt https condoworks com br noticias id 425 elevador com acionamento pela voz gt Acesso em 17 jul 2013 82 COOK Albert M HUSSEY Susan M Assistive Technologies Principles and Practices 3 ed St Louis Missouri Mosby 1
14. Macho F mea R 11 28 Jumper fio 40 pe as de 20 cm F mea F mea R 28 60 Componentes da placa de interface R 14 00 TOTAL R 316 51 Fonte Autoria pr pria Desde que o programa de reconhecimento esteja em execuc o os perif ricos monitor teclado e mouse podem ser desconectados do sistema A Figura 25 exibe os componentes que permanecem ap s a inicializa o do programa s o eles Figura 25 Componentes do sistema de reconhecimento de voz 1 Sensor PIR 2 Microfone de eletreto 3 HUB 4 Fonte de alimentac o 5 Cart o SD 6 Raspberry Pi 7 Placa com reles 8 Placa de interface 9 Jumpers Fonte Autoria pr pria 4 2 INSTALA O DO SISTEMA NA PLATAFORMA ELEVAT RIA O PROTA disponibilizou uma plataforma elevat ria para que o sistema de reconhecimento de voz fosse implantado Esta plataforma foi testada e estudada a fim de verificar quais seriam as intervenc es necess rias para adicionar o comando de voz paralelo ao existente 71 72 Em primeira an lise foi verificado que uma pessoa pode subir e pode acionar uma botoeira posicionada na lateral da plataforma com rampa Esta botoeira indicada na Figura 26 conta com dois bot es um verde para acionamento e parada e outro vermelho para paradas de emerg ncia por m este n o estava conectado Fonte Autoria pr pria Ainda na parte lateral a remoc o de uma tampa met lica possibilita o acesso ao motor e mecanismos da plataform
15. Paulo S rgio Walenia Esp Coordenador de Curso Engenharia Industrial El trica nfase Automa o Prof Marcelo de Oliveira Rosa Dr Respons vel pelos Trabalhos de Conclus o de Curso de Engenharia Industrial El trica nfase Automa o do DAELT ORIENTA O BANCA EXAMINADORA Prof Roberto Cesar Betini Dr Prof Roberto Cesar Betini Dr Universidade Tecnol gica Federal do Paran Universidade Tecnol gica Federal do Paran Orientador Prof Marcelo de Oliveira Rosa Dr Universidade Tecnol gica Federal do Paran Prof Winderson Eugenio dos Santos Dr Universidade Tecnol gica Federal do Paran A folha de aprova o assinada encontra se na Coordena o do Curso de Engenharia Industrial El trica nfase Automa o RESUMO PERICO Alisson SHINOHARA Cindi S SARMENTO Cristiano D Sistema de reconhecimento de voz para automatizac o de uma plataforma elevat ria 2014 97f Trabalho de Conclus o de Curso Graduac o Curso de Engenharia Industrial El trica Enfase em Automac o Universidade Tecnol gica Federal do Paran 2014 Este trabalho tem por objetivo apresentar a implementac o de um sistema de reconhecimento de voz para automatizar uma plataforma elevat ria importante produto na rea da Tecnologia Assistiva O mercado desta rea carece de equipamentos financeiramente acess veis que sejam adequados s necessidades dos usu rios principalmente no aux lio mobilidade O reconhecim
16. baixo custo 47 2 3 1 Sinal ac stico da fala No processo de desenvolvimento de um sistema de an lise de sinal ac stico da fala preciso identificar alguns padr es desse sinal Sendo assim na sequ ncia ser o apontados alguns dados referentes a caracter sticas t picas do sinal de voz Plannerer 2005 destaca algumas caracter sticas importantes do sinal da fala A largura de banda do sinal de 4 kHz O sinal peri dico com uma frequ ncia fundamental entre 80 e 350 Hz Picone 1996 cita tamb m algumas caracter sticas que valem destaque e Tr s frequ ncias ressonantes s o normalmente encontradas na largura de banda de 4 kHz Alguns sons como o do s possuem alt ssimas larguras de banda A Figura 12 mostra um exemplo de como a intensidade de energia distribu da de acordo com a frequ ncia em valores m dios amostrados entre homens e mulheres 48 Frequ ncia Hz Figura 12 Distribui o da intensidade de energia da fala de acordo com a frequ ncia Fonte Adaptado de http www vias org albert ecomm aec02 acoustic speech power html Picone 1996 afirma que devido ao formato do trato vocal que pode ser aproximado por um tubo fechado de 17 cm ocorrem picos no espectro de frequ ncia do sinal da fala em m ltiplos mpares de 500 Hz Esses picos levam o nome de frequ ncias formantes 66899 bk II Na Figura 13 s o exemplificados os sinais anal gicos de tr s fonema
17. comando de voz para plataformas elevat rias O custo de instala o estimado em dez mil reais 2 2 AUTOMA O E DOM TICA A automa o difundiu se amplamente no setor industrial ao longo de sua hist ria com o objetivo de substituir a m o de obra humana e consequentemente aumentar os ganhos da produ o do estabelecimento Para seu desenvolvimento foi necess ria a cria o de hardwares e softwares cada vez mais modernos e robustos 5 A empresa foi contatada por integrantes da equipe e um or amento foi feito plataforma elevat ria de uso residencial para at dois metros de deslocamento vertical A empresa alegou n o possuir material de divulga o para utiliza o neste trabalho pois a procura por este tipo de tecnologia muito baixa 31 Segundo Pinheiro 2004 automac o a capacidade de se executar comandos obter medidas regular par metros e controlar func es automaticamente sem a intervenc o humana Esse conceito passou a fazer parte tamb m dos projetos residenciais utilizando se das tecnologias j elaboradas pela automa o industrial para automatizar processos dentro de uma unidade residencial e com isso propiciar benef cios em setores como gerenciamento de recursos economia conforto seguranca dos usu rios e prevenc o de acidentes De acordo com Chan et al 2008 a automac o de resid ncias uma das reas mais promissoras para o desenvolvimento de tecnologias eletr nicas O sis
18. de confian a e o coeficiente de Viterbi forem superiores a valores determinados em func o dos testes de validac o do sistema o comando ser considerado correto e um sinal para acionamento da plataforma ser 17 enviado Caso contr rio considera se que o comando n o foi compreendido e o sinal n o enviado Etapa 3 Acionamento da plataforma O sinal para acionamento da plataforma transmitido do computador atrav s dos dois rel s de sa da um para acionamento e outro para parada Inicialmente ambos os rel s est o em n vel baixo 0 Se o rel de acionamento for ativado sinal n vel alto 1 a plataforma se movimentar Se o rel de parada for acionado a plataforma ir parar Se nenhum rel for acionado o que corresponde situac o de comando n o entendido a plataforma permanecer no estado atual A Figura 2 mostra o fluxograma do sistema a ser desenvolvido Nota se que este verifica constantemente a presenca Ou n o do indiv duo sobre a plataforma Uma vez detectada a sua presenca a func o de reconhecimento de voz habilitada A partir do comando de voz do usu rio e a correta interpretac o pelo sistema a plataforma acionada Caso contr rio o indiv duo precisa repetir o comando at que ele seja entendido Ap s o acionamento da plataforma o sistema retorna a condic o inicial de verificac o de presenca 18 In cio Existe algu m sobrea plataforma Comando foi entendido Plata
19. de voz R 198 00 Parte Mec nica R 410 00 TOTAL R 780 00 Fonte Autoria pr pria O sistema desenvolvido foi aplicado em uma plataforma elevat ria um andar atrav s da placa apresentada na Figura 4 a qual composta por sa das a rel s m dulo de voz e um PIC Placa Para elevador plataforma de andar deficientes 1 0 expans o Face doS Componentes Figura 4 Placa para aplica o em plataforma elevat ria Fonte http prezi com no7b4 uovgob tcc elevador controlador por voz Uma dificuldade encontrada pelo grupo dos alunos da ETEC esta relacionada ao comando de voz e a interpreta o do sinal de entrada Dependendo do tom da velocidade da voz ou do nivel de ru do no ambiente o comando nao captado Uma 29 soluc o a ser aplicada consiste no aprimoramento da programac o utilizando um banco de dados com diversas gravac es nos mais variados ambientes e com diferentes locutores Vale frisar que o trabalho dos alunos da ETEC era um prot tipo n o um sistema funcional 2 1 8 2 Elevadores Os sistemas de voz tamb m podem ser encontrados em elevadores Os mais utilizados servem apenas para informar o andar em que a cabina est situada Ou O sentido de deslocamento da mesma No entanto existem elevadores que realmente funcionam por comando de voz Estes apresentam uma demanda pequena e um custo elevado quando comparado com elevadores convencionais O elevador desenvolvido pela Mitsubishi Electric
20. em ponto flutuante Todas as outras aplica es tamb m ganham algum desempenho atrav s do uso de instru es avan adas da CPU do Raspberry Pi RASPBIAN 2014 Trazendo o ambiente Lightweight X11 Desktop Environment LXDE um ambiente de desktop de c digo aberto para Unix e outras plataformas como Linux o Raspbian coloca um ambiente desktop completo no Raspberry Pi O sistema cont m basicamente o ambiente desktop LXDE o gerenciador de janelas Openbox o navegador Midori ferramentas de desenvolvimento de software Leafpad e c digo fonte de exemplo para fun es multim dia 2 2 3 Sensores e transdutores O termo sensor definido como um dispositivo que sens vel a um fen meno f sico e transmite um sinal el trico para um dispositivo de medi o ou controle portanto sensores s o transdutores BOLTON 2008 Um sensor tem por objetivo detectar um evento e enviar sinais el tricos anal gicos ou digitais relativos s grandezas monitoradas que ser o reconhecidos por um equipamento controlador BOLZANI 2004 No mbito deste trabalho ser o utilizados os seguintes sensores de presen a PIR de voz microfone e de proximidade reed switch cujos funcionamentos ser o detalhados a seguir 2 2 3 1 Sensor Infravermelho Passivo PIR 42 O sensor de movimento PIR um sensor eletr nico simples de usar que mede radiac o infravermelha de objetos que est diretamente relacionada temperatura do objeto em s
21. estar das pessoas que substituindo o trabalho humano reduz os custos e aumenta a qualidade e a seguran a dos processos e dos produtos MORAES e CASTRUCCI 2007 A automac o proporciona uma maior flexibilidade efici ncia e rapidez para a produc o facilitando a execuc o das mais variadas atividades Um sistema automatizado composto basicamente pelas seguintes reas sensoriamento comparac o e controle e atuac o ROCKENBACH 2004 A automac o inclusiva busca soluc es que garantam a acessibilidade seguranca conforto e sa de de seu usu rio GUEDES et al 2012 O laborat rio do Programa de Tecnologia Assistiva PROTA da Universidade Tecnol gica Federal do Paran promove a elaborac o deste tipo de tecnologia desenvolvendo recursos e disponibilizando servi os destinados a pessoas com necessidades especiais 1 1 MOTIVA O Segundo Galv o Filho 2009 o princ pio da sociedade inclusiva afirma que todas as pessoas portadoras de defici ncia devem ter suas necessidades especiais atendidas Assim sendo a Tecnologia Assistiva TA baseia se no conceito de inclus o social visando beneficiar o usu rio com a melhoria de sua qualidade de vida e com o aumento de sua autonomia Em nosso pa s o acesso TA ainda restrito Os usu rios familiares e profissionais de sa de encontram dificuldades em obter informa es sobre as pesquisas em andamento e os produtos dispon veis Al m disso o mercado nacional carece de equipame
22. get install upgrade Alguns pacotes e bibliotecas precisaram ser instalados para que o sistema funcionasse corretamente apt get install alsa tools alsa oss flex zliblg dev libc bin libc dev bin python pexpect libasound2 libasound2 dev cvs build essential libesd0 dev libsndfilel dev Uma vez que o dispositivo interno de som do Raspberry Pi definido como plughw 0 0 quando o microfone USB anexado este atribu do ao plughw 1 0 Para verificar se o microfone USB estava funcionando dez segundos de udio foram gravados utilizando o comando arecord d 10 D plughw 1 0 test wav 10 Em seguida o arquivo de udio foi reproduzido aplay test wav Com o udio funcionando a vers o CVS do Julius foi carregada 8 Speech Recognition Using The Raspberry Pi http www aonsquared co uk raspi voice control 9 Tutorial de instala o do Julius modelos ac sticos do Coruja no Ubuntu x86 https groups google com forum hl pt BR topic coruja users Sjl8InZ1 1B8 10 A op o d 10 define a dura o 10 segundos da grava o e a op o D plughw 1 0 atribui o dispositivo que ser usado para grava o microfone USB 64 cvs Z3 d pserver anonymous cvs sourceforge jp cvsroot julius co julius4 Algumas op es de compila o foram configuradas pelas vari veis de ambiente export CFLAGS 02 mcpu armll176jzf s mfpu vfp mfloat abi hard pipe fomit frame pointer Para instalar
23. m todo de reconhecimento que ser empregado por exemplo informa quais palavras poder o ser reconhecidas e define as regras gramaticais Para carregar e ativar uma gram tica o m todo oadGrammar utilizado Este m todo possui um conversor gramatical que permite a convers o autom tica de uma gram tica de reconhecimento para o formato suportado pelo Julius modelo de linguagem ou gram tica livre de contexto Para adicionar uma gram tica a aplicac o utiliza se o m todo addGrammar LABORAT RIO DE PROCESSAMENTO 2013 Para iniciar o reconhecimento ativar a gram tica e habilitar o fluxo de udio o m todo startRecognition invocado J para parar o reconhecimento desativar a gram tica e desabilitar o fluxo de udio o m todo stopRecognition usado Outros dois eventos foram criados para auxiliar o funcionamento da API OnSpeechReady e OnRecognition O primeiro indica que o engine est ativado para reconhecimento e surge sempre que o m todo startRecognition chamado O segundo aparece toda vez que o resultado e o n vel de confian a do reconhecimento est o dispon veis Estes par metros s o enviados para a aplica o atrav s da classe RecoResult KLAUTAU et al 2010 57 3 DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA DE RECONHECIMENTO DE VOZ Neste cap tulo ser o abordadas as etapas de desenvolvimento do programa de reconhecimento de voz desde a inicializac o do minicomputador Raspberry Pi at o teste de validac o do pr
24. o Julius entrou se na pasta rec m criada julius4 na pasta root e os comandos foram efetuados cd julius4 configure with mictype alsa make make install Para garantir que o programa foi instalado corretamente foi verificada a exist ncia do arquivo Julius version O modelo ac stico a ser utilizado foi o LaPSAM 1 5 o qual foi desenvolvido pelos pesquisadores da UFPA no mbito do projeto Coruja Ap s o carregamento do modelo ac stico LaPSAM atrav s do endere o eletr nico os arquivos foram extra dos na pasta root Para descompactar o modelo ac stico com extens o rar necess rio instalar o pacote unrar no Raspberry Pi apt get install unrar free wget http www rarlab com rar unrarsrc 4 2 4 tar gz gunzip v unrarsrc 4 2 4 tar gz tar xvf unrarsrc 4 2 4 tar cd unrar make f makefile unix a Endere o para obter o modelo ac stico LaPSAM http www laps ufpa br falabrasil files jlapsapi for_coruja1 5 coruja_jlapsapi1 5 rar 65 cp unrar usr local bin update alternatives install usr bin unrar unrar usr local bin unrar 10 update alternatives display unrar update alternatives config unrar Ap s extra o os seguintes arquivos estavam dispon veis root coruja_jlapsapi dic temp julius jconf LaPSAM1 5 am bin LaPSAM1 5 tiedlist L LaPSLM1 5 Im bin RR Editou se o dicion rio dic temp somente com o vocabul rio necess rio para o acionamento d
25. 995 COSTA Anna Helena Reali Reconhecimento de Fala S o Paulo 2008 Dispon vel em lt http www lti pes usp br pes2059 aulas Seminario G9 doc pdf gt Acesso em 12 jun 2013 DELGADO Armando Luiz N Linux B sico Curitiba out 2005 Disponivel em lt http www inf ufpr br nicolui Docs Livros LinuxBasico LinuxBasico html gt acesso em 17 jul 2013 DUBRIN Andrew J Fundamentos do Comportamento Organizacional 2 ed S o Paulo Thomson Learning 2002 DYMARSKI Przemyslaw Hidden Markov Models Theory and Applications Rijeka 2011 ESTADOS UNIDOS American With Disabilities Act ADA Technology Related Assistance for of 1988 Estados Unidos 1988 Dispon vel em lt http uscodebeta house gov statutes 1988 1988 100 0407 pdf gt Acesso em 10 jun 2013 FLYNN Ida M MCHOES Ann Mclver Introduc o aos sistemas operacionais S o Paulo Thomsom 2002 GALV O FILHO T A A Tecnologia Assistiva de que se trata In MACHADO G J C SOBRAL M N Orgs Conex es educa o comunica o inclus o e interculturalidade 1 ed Porto Alegre Redes Editora p 207 235 2009 GARCIA Mary Lynn Vulnerability Assessment of Physical Protection System 1 ed Reino Unido Butterworth Heinemann 2005 GUEDES Lucas et al O papel social da automac o automac o inclusiva e mais sustent vel In SEMINARIO NACIONAL DE CONSTRU OES SUSTENTAVEIS Passo Fundo 2012 INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATISTICA
26. CD Liquid Crystal Display ou Display de Cristal L quido O RPi possui apenas duas entradas USB Para que mais dispositivos possam ser conectados ao minicomputador necess ria a utiliza o de um HUB concentrador O teclado e o mouse foram conectados nas entradas USB dispon veis O Raspberry Pin o possui mem ria de armazenamento interna nem sistema operacional incluso por isso um cart o SD Secure Digital deve ser utilizado Pode se comprar um cart o SD com o sistema operacional pr instalado ou pode se utilizar um cart o SD com alta capacidade HC High Capacity e pelo menos 4 GB de mem ria para instalar o sistema operacional A equipe optou pela segunda op o e em um cart o SDHC de 8 GB classe 4 instalou o sistema operacional Raspbian seguindo os passos recomendados pelo manual do fabricante do RPi RASPBERRY PI 2013 1 Colocar o cart o SD de 4 GB ou mais no computador 2 Formatar o cart o SD computador com Windows a Baixar a Ferramenta de Formata o da Associa o SD acessando o endere o na Internet https www sdcard org downloads formatter 4 eula windows b Instalar e executar a Ferramenta de Formata o no computador 7 A Classe de um cart o de mem ria est relacionada com a velocidade de transfer ncia de dados Um cart o SD classe 4 capaz de transferir a uma velocidade de pelo menos 4MB s 59 C Configurar a op o FORMAT SIZE ADJUSTMENT para ON no menu Op es
27. CM GPIO setwarnings False Pino 4 entrada gt sensor GPIO setup 4 GPIO IN pull up down GPIO PUD DOWN Pino 17 entrada gt fim de curso baixo GPIO setup 17 GPIO IN pull up down GPIO PUD DOWN Pino 18 entrada gt fim de curso alto HE GPIO setup 18 GPIO IN pull up down GPIO PUD DOWN HE Pino 27 saida gt LED em movimento Q PIO setup 27 GPIO OUT Pino 22 saida gt LED reconhecimento de voz habilitado HE Q PIO setup 22 GPIO OUT HE Pino 23 saida gt LED parado 88 GPIO setup 23 GPIO OUT Pino 24 saida gt Rele ativacao Q PIO setup 24 GPIO OUT HE Pino 25 saida gt Rele parada GPIO setup 25 GPIO OUT Inicializacaso da variavel global de indicacao de Primeiro Ciclo global PrimCiclo Inicializacao das variaveis globais de estado do comando global ComandoParar global ComandoMovimento Inicializacao das saidas em False GPIO output 27 False PIO output 22 False G GPIO output 23 False GPIO output 24 True G PIO output 25 True Funcao que busca sentencel no texto de saida do Julius def AbrirJulius TextoJulius global PrimCiclo match res re match r sentencel TextoJulius re S if PrimCiclo True pass elif match_res TestesErro TextoJulius else print ERRO Problemas ao carregar o Julius pass Fu
28. L R JUANG B H An Introduction to Hidden Markov Models Proceedings of the IEEE v 77 n 2 1989 RADABAUGH Mary P Study on the Financing of Assistive Technology Devices of Services for Individuals with Disabilities A report to the president and the congress of the United State National Council on Disability Estados Unidos 1993 Dispon vel em lt http www ncddr org new announcements lrp fy1999 2003 lrp_techaf html gt Acesso em 10 jul 2013 RASPBERRY PI FOUNDATION Getting Started Guide Reino Unido Raspberry Pi Foundation 2012 13 p RASPBIAN Dispon vel em lt http www raspbian org gt Acesso em 26 jan 2014 ROCKENBACH Suzete Arquitetura Automac o e Sustentabilidade Porto Alegre 2004 85 SASSAKI Romeu K Inclus o acessibilidade no lazer trabalho e educac o Revista Nacional de Reabilitac o Reac o S o Paulo Ano XII p 10 16 mar abr 2009 SILVA Anderson Gomes da Reconhecimento de voz para palavras isoladas Trabalho de Graduac o em Engenharia da Computa o Centro de Inform tica Universidade Federal De Pernambuco Recife 2009 SILVA nio PANTOJA Marcus CELID NIO Jackline KLAUTAU Aldebaro Modelos de Linguagem N grama para Reconhecimento de Voz com Grande Vocabul rio Bel m 2004 SOMERA Guilherme Treinamento profissional em Java aprenda a programar nesta poderosa linguagem S o Paulo Digerati Books 2006 SRIRENGAN K Understanding UNIX Nova Delhi PHI Lea
29. PS da Universidade Federal do Par UFPA com apoio financeiro do Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient fico e Tecnol gico CNPq visa elaborar e disponibilizar recursos para sistemas de reconhecimento autom tico de voz para o Portugu s Brasileiro No endere o eletr nico do grupo poss vel encontrar dicion rios fon ticos modelos de linguagem e modelos ac sticos que podem ser utilizados nas mais diversas aplica es LABORAT RIO DE PROCESSAMENTO 2013 Um exemplo de programa de reconhecimento de voz em Portugu s Brasileiro desenvolvido por este grupo o Coruja O Coruja uma API Application Programming Interface ou Interface de Programa o de Aplicativos desenvolvida na linguagem de programa o C que 55 possibilita o controle em tempo real do decodificador de reconhecimento de voz Julius e de um Modelo Ac stico Segundo Somera 2006 a interface de programac o de aplicativos um conjunto de rotinas protocolos ferramentas e padr es estabelecidos por um software cujas funcionalidades s o utilizadas por aplica es Resumidamente a API permite que aplica es as quais n o desejam se envolver em detalhes de implementa o linguagem de baixo n vel de programa o possam apenas utilizar os servi os do software A Figura 15 mostra como a aplica o interage com o reconhecedor Julius software atrav s da API O Julius recebe informa es do Modelo Ac stico do Modelo de Linguagem e de udi
30. UNIVERSIDADE TECNOL GICA FEDERAL DO PARAN DEPARTAMENTO ACAD MICO DE ELETROT CNICA CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL EL TRICA AUTOMA O ALISSON PERICO CINDI SAYUMI SHINOHARA CRISTIANO DELLANI SARMENTO SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE VOZ PARA AUTOMATIZA O DE UMA PLATAFORMA ELEVAT RIA TRABALHO DE CONCLUS O DE CURSO CURITIBA 2014 ALISSON PERICO CINDI SAYUMI SHINOHARA CRISTIANO DELLANI SARMENTO SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE VOZ PARA AUTOMATIZA O DE UMA PLATAFORMA ELEVAT RIA Trabalho de Conclus o de Curso de Gradua o apresentado disciplina de Trabalho de Conclus o de Curso 1 do curso de Engenharia Industrial El trica nfase em Automa o do Departamento Acad mico de Eletrot cnica DAELT da Universidade Tecnol gica Federal do Paran UTFPR como requisito parcial para obten o do t tulo de Engenheiro Eletricista Orientador Prof Roberto Cesar Betini Dr Eng CURITIBA 2014 Alisson Perico Cindi Sayumi Shinohara Cristiano Dellani Sarmento Sistema de reconhecimento de voz para automatizac o de uma plataforma elevat ria Este Trabalho de Conclus o de Curso de Graduac o foi julgado e aprovado como requisito parcial para a obtenc o do T tulo de Engenheiro Eletricista do curso de Engenharia Industrial El trica nfase Automac o do Departamento Acad mico de Eletrot cnica DAELT da Universidade Tecnol gica Federal do Paran UTFPR Curitiba 13 de fevereiro de 2014 Prof
31. WARRANTY to the extent pernitted by applicable law root raspberrypi export ALSADEV plughw 1 0 root raspberrypi 8 cd coruja jlapsapi final root raspberrypi coru ja_jlapsapi_final python programa py Ben vindo ao sistema de reconhecimento de voz Figura 32 Tela de inicializa o do sistema de reconhecimento de voz Fonte Autoria pr pria 95 ANEXO A ARQUIVO JULIUS JCONF Hat at Ht EEE aE HE HERA EEE EEE HHRH EEE aE HE a aE EE HE PE HE PE EE EE Julius Conf File Hatt a Ha HE EE EEE HE EE HE EE HE PE HE EE HE aE HE EE HE EE HE PE HE aE aE HE aE HE EE HE PE EE HE EE EE 1v 3000 level threshold 0 32767 zc 150 zero cross threshold times in sec headmargin 600 head silence margin msec tailmargin 1000 tail silence margin msec rejectshort 50 reject shorter input msec realtime force real time processing norealtime force non real time processing Specify short pause model name to be treated as special spmodel sp HMM model name iwspword Context dependency handling will be enabled according to the model type Try below if julius wrongly detect the type of hmmdefs no ccd disable context dependency handling force ccd enable context dependency handling htkconf confs edaz mod conf looktrellis LM weights and word insertion penalties lmp 15 0 10 0 lmp2 15 0 10 0 transp 20 0 Envelope beam width number of hypothesis deixa o decoder bem mais
32. a A Figura 27 exibe as partes constituintes do sistema mec nico e de comando j existentes poss vel verificar que o motor utilizado faz parte de um sistema de port o eletr nico H uma placa eletr nica 1 para recepc o de comandos atrav s de controle remoto paralelos aos comandos da botoeira Existe tamb m uma segunda placa 2 respons vel pela operac o do motor el trico com bornes transformadores e componentes em geral 73 Figura 27 Motor e mecanismos da plataforma elevat ria Fonte Autoria pr pria A leitura de informa es grafadas na placa mostrada na Figura 28 permite identificar que o sistema fornecido pelo fabricante PPA Trata se de um produto da linha de motores el tricos para port es modelo Liger 20 pivotante Eurus 20 deslizante 520 063548 Figura 28 Placa eletr nica para controle do motor Fonte Autoria pr pria 74 Alguns testes simples foram realizados de forma a conhecer o funcionamento da plataforma e ac es comandadas pela botoeira A primeira experi ncia iniciou se com a plataforma em seu ponto inicial apoiada ao ch o Apertando o bot o verde sobre o painel lateral a plataforma sobe suavemente at o reed Switch superior respons vel pela parada autom tica Agora localizada no ponto superior aperta se novamente o bot o verde e a descida tamb m suave habilitada at chegar ao ponto inferior onde est localizado outro reed switch O bot o verde pode tamb
33. a plataforma AP NDICE A O arquivo julius jconf tamb m foi configurado de acordo com a aplica o do programa ANEXO A Foram retirados os coment rios das linhas de realtime e input mic e comentadas as linhas norealtime e input rawfile realtime norealtime input rawfile input mic No terminal entrou se na pasta em que esta guardado o arquivo julius jconf definiu se o dispositivo de audio a ser utilizado para o reconhecimento de voz e executou se o programa atrav s dos comandos cd root coruja jlapsapi export ALSADEV plughw 1 0 julius input mic C julius jconf Vale frisar que o usuario deve sempre digitar os textos e c digos pois quando se usa as fun es de copiar e colar o sistema do Raspberry Pi n o reconhece alguns caracteres gerando erros na compila o 66 3 3 ESCREVENDO O C DIGO PYTHON O c digo do programa foi escrito em Python linguagem compat vel com o sistema operacional Raspb an e com diversas fontes de informac es para esclarecimento de d vidas A func o b sica do programa desenvolvido unificar a sa da do software Julius com a l gica de acionamento da plataforma Com a intenc o de n o modificar o funcionamento do sistema como est instalado atualmente esta l gica foi elaborada de tal forma a operar em paralelo com o acionamento manual botoeira j existente Com isso o programa teve limitac es diretamente relacionadas inflexibilidade para modificac es do
34. ace com o usu rio o Implementar o sistema de reconhecimento de voz na plataforma elevat ria e Testar e validar o desempenho do sistema desenvolvido 1 3 PREMISSA O mecanismo da plataforma elevat ria disponibilizada pelo PROTA foi projetado com base em um sistema de port o eletr nico O acionamento realizado somente por controle manual via botoeira ou controle remoto de tal forma que o sistema de reconhecimento de voz foi instalado paralelamente ao j existente As etapas do funcionamento do sistema de reconhecimento de voz proposto s o descritas resumidamente a seguir Etapa 1 Aquisic o do sinal de voz Um microfone de eletreto utilizado para a aquisic o do sinal de voz do usu rio O sensor de presenca PIR Passive Infrared ou Passivo Infravermelho tamb m instalado para que o sistema funcione apenas quando uma pessoa estiver sobre a plataforma Etapa 2 Processamento do sinal de voz O sinal de voz do comando dado pelo usu rio transmitido para o computador Raspberry Pi Atrav s do programa de reconhecimento de voz que utiliza o decodificador Julius e um c digo em Python de autoria pr pria o processamento do sinal feito O decodificador retorna tr s par metros como resultado o comando de voz dado em formato de texto o n vel de confian a com que foi interpretado e o coeficiente de Viterbi Se o resultado do reconhecimento for uma palavra contida no vocabul rio definido previamente e se o n vel
35. acionamento mec nico A l gica baseada em interpretar o comando de voz dado pelo usu rio decodificando o atrav s do Julius e de acordo com uma lista de palavras pr definidas dicion rio fon tico acionar ou n o as sa das do sistema utilizando rel s Uma interface com o usu rio constitu da por elementos visuais LEDs tamb m acionada para indicar o estado do sistema sistema de reconhecimento de voz habilitado plataforma acionada ou plataforma parada A seguir tem se trechos do c digo desenvolvido referentes parte de configura o inicial do programa inclus o de bibliotecas e declara o de vari veis globais com respectivos valores de refer ncia O c digo na integra est dispon vel no AP NDICE B Constantes de nivel de confianca coeficiente de Viterbi NivelConf 0 4 CoefViterbi 10000 Biblioteca de execucao automatica de aplicativos import pexpect Biblioteca de busca de correspondencia entre strings import re Uma grande vantagem do programa desenvolvido a facilidade em alterar os valores das vari veis globais como NivelConf e CoefViterbi que representam respectivamente o n vel de confian a e o coeficiente de Viterbi Estas vari veis s o 67 par metros para o reconhecimento de voz e definem o n vel de aceitac o do programa em rela o entrada de voz 3 4 TESTES DE VALIDA O Um teste de confiabilidade foi realizado a fim de validar o progr
36. ale uma palavra por vez else PalavraComando VetorStr 1 print OK Comando reconhecido s PalavraComando TE PalavraComando parar or PalavraComando para or PalavraComando pare or PalavraComando parada or PalavraComando parou or PalavraComando socorro if ComandoMovimento False print Plataforma ja esta parada pass elif ComandoMovimento True ComandoParar True ComandoMovimento False print Parando GPIO output 27 False GPIO output 23 True GPIO output 25 False sleep 2 GPIO output 25 True elif PalavraComando ativa or PalavraComando ative or PalavraComando ativar or PalavraComando aciona or PalavraComando acione or PalavraComando acionar or PalavraComando liga or PalavraComando ligue or PalavraComando ligar Or PalavraComando anda or PalavraComando ande or PalavraComando andar or PalavraComando vai if ComandoMovimento False ComandoParar False ComandoMovimento True print Em movimento GPIO output 23 False GPIO output 27 True GPIO output 24 False sleep 2 GPIO output 24 True elif ComandoMovimento True print Plataforma ja esta em movimento pass def Julius child expect please speak timeout None AbrirJulius child before print Fale GPIO output 22 True def FimdeCurso Pino
37. am utilizados bot es de acionamento sa da rel optoacoplada e um PIC Programmable Interface Controller ou Controlador de Interface Program vel do modelo 16F628A J o comando de voz foi constitu do por um m dulo de voz microfone e por uma plataforma de prototipagem Arduino Figura 3 Prot tipo do trabalho de conclus o de curso ETEC a parte eletropneum tica b parte mec nica c parte de comandos manual e de voz Fonte Teixeira et al 2013 O funcionamento da plataforma foi dividido em tr s etapas leitura do comando processamento e sa da programada A leitura do comando tanto manual bot es quanto anal gico microfone fornecia o sinal de entrada do sistema sobe 4 V deos sobre o trabalho est o disponibilizados no site http ecpv blogspot com br 28 desce ou emerg ncia Ap s a interpretac o desse sinal atrav s do microcontrolador a sa da programada era ativada atrav s de rel s optoacoplados As linguagens de programa o utilizadas foram a Ladder e a linguagem C O investimento necess rio para a constru o da plataforma elevat ria foi relativamente baixo setecentos e oitenta reais Na Tabela 1 seguem os custos detalhados Tabela 1 Custos para a constru o do sistema utilizado no trabalho de conclus o de curso ETEC Descri o Custos Placa Principal R 51 90 Placa de Sinaliza o R 38 85 Perif ricos R 72 80 Placa Palm Switch R 16 45 Placa de Reconhecimento
38. ama de reconhecimento de voz Julius escolhido como base do sistema A inten o deste teste era de identificar as palavras que o programa reconhece com maior facilidade para ent o definir os comandos que seriam utilizados para acionamento da plataforma elevat ria Selecionaram se as palavras que poderiam ser usadas como comandos ativa ative ativar aciona acione acionar liga ligue ligar anda ande andar vai para pare parar parada parou socorro e as definiram como vocabul rio fon tico do Julius o qual foi executado atrav s dos comandos cd root coruja jlapsapi export ALSADEV plughw 1 0 julius input mic C julius jconf Com a finalidade de coletar dados representativos para o estudo um total de quinze pessoas com idade g nero e origem variados participou do teste Cinco amostras de cada palavra foram coletadas para cada pessoa registrando os par metros de nivel de confian a e coeficiente de Viterbi Com estas informa es foi calculada a m dia dos resultados obtidos Separam se as palavras em dois grupos para an lise palavras de acionamento e palavras de parada da plataforma A Figura 23 mostra o gr fico resultante do primeiro grupo 12 Para maiores detalhes sobre estas vari veis consultar 2 4 1 Julius 68 VALORES M DIOS DOS RESULTADOS OBTIDOS LIGAR HAI o c cC o O U Ko O z Coeficiente de Viterbi ativa ative ativar aciona acioneacionar liga li
39. atados alguns assuntos relevantes para o desenvolvimento do trabalho 2 1 TECNOLOGIA ASSISTIVA O termo Tecnologia Assistiva surgiu recentemente e nos diferentes documentos e publica es referentes ao assunto pode se encontrar outras express es sin nimas como Tecnologias de Apoio e Ajudas T cnicas 2 1 1 Conceito e objetivos Em 1988 o conceito foi introduzido oficialmente no ADA American with Disabilities Act ou Lei do Americano com Defici ncias importante conjunto de leis norte americanas o qual regulamenta os direitos das pessoas com necessidades especiais nos Estados Unidos O ADA proporcionou aos norte americanos o direito de acesso a servi os especializados assim como a recursos necess rios a fim de tornar o cidad o mais independente produtivo e inclu do no contexto social BERSCH 2008 Cook e Hussey 1995 baseados no ADA definiram TA como sendo uma ampla gama de equipamentos servi os estrat gias e pr ticas aplicadas para reduzir as dificuldades funcionais encontradas pelos indiv duos com defici ncias Segundo o Comit de Ajudas T cnicas 2007 a TA considerada uma rea do conhecimento interdisciplinar que engloba produtos recursos metodologias estrat gias pr ticas e servi os que visam promover a independ ncia qualidade de vida e inclus o social das pessoas com necessidades especiais ou mobilidade reduzida 22 A ISO 9999 utiliza uma defini o mais restrita de TA focada apenas nos
40. ation Programming Interface ou Interface de Programa o de Aplicativos CAT Comit de Ajudas T cnicas CFTV Circuito Fechado de Televis o CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient fico e Tecnol gico COM Component Object Model ou Modelo de Objeto Componente CORDE Coordenadoria Nacional para a Integra o da Pessoa Portadora de Defici ncia CPU Unidade Central de Processamento GPIO General Purpose Inputs and Outputs ou Entradas e Sa das de Uso Geral GPU Graphics Processing Unit ou Unidade de Processamento Gr fico HDMI High Definition Multimidia Interface ou Interface Multim dia de Alta Defini o 12C Inter Integrated Circuit ou Circuito Inter integrado LaPS Laborat rio de Processamento de Sinais LCD Liquid Crystal Display ou Display de Cristal L quido LXDE Lightweight X11 Desktop Environment MA Modelo Ac stico ML Modelo de Linguagem MOM Modelo Oculto de Markov MP Unidade de Mem ria Principal NOOBS New Out Of Box Software PC Computador Pessoal PIC Programmable Interface Controller ou Controlador de Interface Program vel PIR Passive Infrared ou Passivo Infravermelho PROTA Programa de Tecnologia Assistiva PWM Pulse Width Modulation ou Modula o por Largura de Pulso RAM Random Access Memory ou Mem ria de Acesso Aleat rio RPi Raspberry Pi SEDH PR Secretaria Especial dos Direitos Humanos da Presid ncia da Rep blica SPI Serial Peripheral Interface ou Inter
41. cional e aplicativos SRIRENGAN 2006 Flynn e Mchoes 2002 comparam o sistema operacional a uma esp cie de gerente executivo uma parte do sistema de computa o que administra todos os componentes de hardware e software Em outros termos o sistema operacional controla cada arquivo dispositivo se o de memoria principal e instante de tempo de processamento Os principais e mais usados sistemas operacionais s o Windows Mac OS e Linux 2 2 2 1 Linux 8 Lembrando para execu o necess rio estar no diret rio onde foram salvos os arquivos de texto 40 O sistema operacional Linux pode ser definido como um sistema operacional de livre distribui o semelhante ao Unix constitu do por um kernel componente central do sistema operacional ferramentas de sistema aplicativos e um completo ambiente de desenvolvimento DELGADO 2005 De acordo com Delgado 2005 por ser um sistema operacional livre resultado do trabalho de milhares de colaboradores universidades empresas de software e distribuidores ao redor do mundo Como seu desenvolvimento feito sob o projeto GNU sistema operacional baseado em software livre da Free Software Foundation qualquer pessoa pode fazer altera es em seu c digo fonte desde que este seja distribu do Segundo Campos 2006 o Linux ao mesmo tempo um kernel ou n cleo e o sistema operacional que roda sobre ele O kernel Linux foi criado por Linus Torvalds desenvolvedor reconhec
42. dade destas sa das depende da 54 capacidade de processamento do sistema utilizado do refinamento dos modelos ac sticos e de linguagem e do equipamento de entrada de udio Dentre as sa das disponibilizadas pelo Julius destacam se sentence1 cmscore1 e scoret Elas significam respectivamente a palavra ou frase de maior probabilidade calculada n vel de confian a da palavra ou frase disponibilizada e coeficiente de Viterbi do algoritmo de c lculo de sequ ncia de fonemas Em outras palavras dada uma entrada de udio uma an lise estat stica realizada para verificar dentro das op es do Dicion rio Fon tico qual sequ ncia de fonemas ser disponibilizada para o usu rio Esta an lise produz diferentes resultados cada um com uma probabilidade espec fica o que ser gravado na vari vel sentence1 ser aquele de maior probabilidade Esta probabilidade ser gravada na vari vel cmscore1 n vel de confian a do c lculo realizado Finalmente o coeficiente de Viterbi define o comprimento do caminho entre fonemas tra ado pelo algoritmo de c lculo este valor gravado na vari vel score1 O Julius est dispon vel no seguinte endere o eletr nico http julius sourceforge jp Nele pode se encontrar a ltima vers o do programa v rios modelos ac sticos e de linguagem documentos e refer ncias de c digos fontes 2 4 2 Projeto Coruja O grupo de pesquisa FalaBrasil do Laborat rio de Processamento de Sinais La
43. das de Uso Geral os quais s o pinos program veis para entrada e sa da de dados onde poss vel ligar os mais diversos equipamentos N o possui armazenamento em massa interna por isso requer um cart o SD de mem ria flash normalmente usado em c meras digitais configurado de tal forma a se comportar como um disco r gido para o processador do RPi O RPi vai carregar o sistema operacional na mem ria RAM a partir deste cart o da mesma forma como um PC carrega um sistema operacional a partir do seu disco r gido RASPBERRY PI 2012 A Figura 7 ilustra um Raspberry Pi 34 CJ MICRO USB O vem O 256M8 RAM POWER BROADCOM BCM2835 Figura 7 Raspberry Pi Fonte Adaptado de Raspberry Pi Foundation 2012 O Raspberry Pi RPi ainda disp e de porta USB para comunica o com perif ricos suporte para tr s sa das de v deos diferentes V deo composto HDMI que tamb m carrega sinal de udio e v deo DSI Disponibiliza tamb m conector para udio e conector de rede Ethernet A Tabela 2 compara os dois modelos de Raspberry Pi existentes A e B 35 Tabela 2 Compara o entre modelos Raspberry Pi Ae B Raspberry Pi Modelo A Modelo B Ethernet onboard 10 100 Ethernet RJ45 jack Conector USB Um Dois Memoria 256MB SDRAM 512MB SDRAM Processador de aplica es Broadcom BCM2835 SoC full HD Broadcom BCM2835 SoC full HD multim dia 700 MHz Low Power ARM1176JZ F 700 MHz Low Power ARM1176JZ Si Applications Processo
44. de Processamento de Sinais da Universidade Federal do Par em sua vers o mais recente v1 5 de 2012 Este Modelo foi gravado utilizando uma taxa de amostragem de 20 05 kHz e possui um total de 15h e 41min de udio 2 3 3 2 Modelo de Linguagem ML Analogamente ao MA o ML tamb m define um caminho de maior probabilidade de correspond ncia com o modelo mas em relac o conex o das palavras dentro de uma sentenca O caminho buscado leva em considerac o regras 52 de gram tica ordem l gica das classes gramaticais e concord ncia e de sem ntica significado mais l gico Devido ao fato de o presente trabalho buscar um reconhecedor de palavras isoladas o ML tem por func o somente conectar o per odo de sil ncio inicial a palavra pronunciada e o per odo de sil ncio final Foi utilizado para esta aplicac o o LaPSLM tamb m do grupo de pesquisa Fala Brasil O modelo possui um total de 1 6 milh o de frases e 64 972 palavras A ltima atualizac o do modelo foi feita em 2012 2 3 3 3 Dicion rio Fon tico O Dicion rio Fon tico define o vocabul rio que ser reconhecido ap s o MA converter a entrada de udio em uma sequ ncia fon tica para que o sistema decida qual palavra ser mostrada na sa da do reconhecedor Ele pode ser editado pelo usu rio inclusive para adicionar palavras que n o tenham sido gravadas no MA Para isso basta o usu rio saber qual a sequ ncia fon tica da palavra e escrev la de maneira co
45. de oposta s o criados e os contatos se fecham quando a for a magn tica excede a for a das l minas medida que o campo magn tico externo for reduzido de modo que a for a entre as palhetas menor do que a forca de restabelecimento das p s de palheta os contatos abrem TSCHULENA et al 2003 O reed switch funciona como um interruptor de l minas com a a o de um campo magn tico e serve como fim de curso para a plataforma elevat ria Est o presentes dois reed switches normalmente abertos 5 V uma na parte inferior ch o e outro na parte superior primeiro andar Quando a plataforma se aproxima dos sensores o campo magn tico faz com que as l minas se magnetizem e curvam se de modo a encostar o contato comum ao contato NA normalmente aberto A corrente pode ent o circular entre estes dois terminais e enviar sinal para parar a plataforma O V 2 3 RECONHECIMENTO DE FALA 46 A tarefa autom tica de reconhecimento da fala humana se resume a gerar uma representac o digital de um sinal ac stico para que um processador de dados possa trabalhar com esta informac o O crescente interesse em se desenvolver sistemas capazes de realizar operac es comandadas pela fala se deve muito ao fato de este ser o meio de comunicac o humana mais fundamental COSTA 2008 Silva 2009 divide a classificac o de complexidade de um reconhecedor de fala em tr s categorias Depend ncia de locutor Um reconhecedor dependente de loc
46. duzida dos espa os mobili rio e equipamentos urbanos das edifica es dos servi os de transporte e dos dispositivos sistemas e meios de comunica o Segundo Sassaki 2009 a acessibilidade deve estar presente em todos os contextos e aspectos da atividade humana Para beneficiar a todos a acessibilidade 25 necessita ser projetada sob os princ pios do Desenho Universal Considerando a acessibilidade em projetos arquitet nicos Bersch 2008 a caracteriza como sendo as adaptac es estruturais e as reformas em qualquer ambiente que reduzam ou eliminem as barreiras f sicas existentes utilizac o de elevadores rampas sanit rios adaptados etc e os projetos de edifica o e urbanismo que garantam acesso funcionalidade e mobilidade a todas as pessoas 2 1 6 Plataforma elevat ria A plataforma elevat ria o objeto de estudo neste trabalho e uma solu o muito utilizada para garantir acessibilidade em diversas edifica es Sua instala o tornou se obrigat ria pelo Decreto 5 296 2004 o qual determina que edif cios com mais de um pavimento al m do pavimento de acesso com exce o das habita es unifamiliares devem dispor de especifica es t cnicas e de projeto que facilitem a instala o de equipamento eletromec nico de deslocamento vertical BRASIL 2004 A plataforma elevat ria regulamentada pela ISO 9386 12 equivalente no Brasil a NBR 15655 1 e pela NBR 9050 Segundo a NBR 9050 2004 para percur
47. e a plataforma inicie uma descida retornando sempre posi o inicial Ap s a fase de an lise percebeu se que a melhor solu o para o acionamento da plataforma por comando de voz se daria ap s serem realizadas as seguintes altera es O cabos do sensor reed switch foram derivados at a entrada do Raspberry Pi para que fosse poss vel verificar se a plataforma est na posi o mais baixa mais alta ou em alguma intermedi ria 76 Os cabos da botoeira receberam uma liga o paralela advinda da sa da do rel de acionamento Os cabos de alimenta o da plataforma foram conectados em s rie com a sa da do rel de parada Assim o funcionamento do sistema de reconhecimento de voz o seguinte Se a plataforma est situada no n vel inferior e somente um comando de acionamento dado a plataforma subir at o n vel superior Se a plataforma est situada no n vel superior e somente um comando de acionamento dado a plataforma descer at o n vel inferior e Agora se a plataforma est subindo ou descendo e um comando de parada dado a plataforma ir parar Na sequ ncia se um comando de acionamento falado a plataforma descer at o n vel inferior ou at que outro comando de parada seja feito Para garantir a seguran a do Raspberry Pi foi constru da uma placa de interface entre as GPIO e os componentes externos com resistores e conectores que reduzem os efeitos negativo
48. em 2011 composto por um sistema de reconhecimento de voz e por um sensor de presenca Baseado nas tecnologias de navegac o utilizados nos ve culos automotivos o elevador capaz de reconhecer o comando de qualquer voz sem treinamento pr vio A Figura 5 mostra o princ pio de funcionamento do elevador da Mitsubishi O elevador chamado se detecta a presen a de uma pessoa aguardando em frente porta a Uma vez em seu interior o usu rio fala o andar desejado e aguarda a confirmac o sonora fornecida pelo sistema de que o comando foi bem compreendido b Ap s isso o elevador se p e em movimento e alerta quando o destino final for alcan ado Essa interac o com o usu rio foi desenvolvida para atender as necessidades de pessoas com defici ncia visual ou com mobilidade reduzida 30 Figura 5 Elevador Mitsubishi Electric a Detecc o da presenca b Compreens o do comando de voz Fonte Adaptado do site Mitsubishi Electric No final de 2006 o primeiro elevador brasileiro controlado por comando de voz chegou ao mercado O prot tipo desenvolvido pela Engetax Elevadores foi instalado em car ter experimental no Centro de Neg cios de S o Paulo Seu diferencial era que poderia ser chamado por interm dio de um aparelho Palm Top pelo celular ou por microfone facilitando seu acionamento CONDOWORKS apud Gazeta do Povo 2006 Atualmente a Engetax Elevadores disponibiliza aos seus clientes um pacote adicional de sistema de
49. ent at affordable prices that are appropriated to the needs of the users particularly in mobility aids Speech recognition fits into this context and its application in Assistive Technology is continually growing However in most cases the current available systems are expensive dependent on external sources of data and do not allow their adaptation to specific applications Therefore it is necessary to develop a system that does not present these limitations Using a lifting platform provided by PROTA Assistive Technology Program the Raspberry Pi minicomputer and existing speech decoders this work will show that is possible to develop a low cost speech recognition system that is fully adapted to the desired application In this text are described the development stages the tests performed the results and the final conclusions Keywords Voice Recognition Plataform Lift Julius Project Coruja Assistive Technology Raspberry Pi PC based Automation LISTA DE FIGURAS Figura 1 Plataforma elevat ria PROTA a 15 Figura 2 Fluxograma do sistema de reconhecimento de voz 18 Figura 3 Prot tipo do trabalho de conclus o de curso ETEC 27 Figura 4 Placa para aplica o em plataforma elevat ria 28 Figura 5 Elevador Mitsubishi Electric iiuaa asas Sent a aa a a aa ct Seen fab gee fab aeis ecb eteekes 30 Figura 6 Esquema da arquitetu
50. ento de voz insere se neste contexto e sua aplicac o na Tecnologia Assistiva cresce continuamente No entanto em sua maioria Os atuais sistemas dispon veis s o caros dependentes de fontes externas de dados e n o possibiltam sua adapta o em aplica es espec ficas Por isso surge a necessidade de se desenvolver um sistema que n o apresente essas limita es Utilizando uma plataforma elevat ria disponibilizada pelo PROTA Programa de Tecnologia Assistiva o minicomputador Raspberry Pi e decodificadores de fala existentes este trabalho mostrar que poss vel desenvolver um sistema de reconhecimento de fala de baixo custo totalmente adaptado aplica o desejada Nele s o descritas as etapas de desenvolvimento os testes realizados os resultados obtidos e as conclus es finais Palavras chave Reconhecimento de voz Plataforma elevat ria Julius Projeto Coruja Tecnologia Assistiva Raspberry Pi Automa o baseada em PC ABSTRACT PERICO Alisson SHINOHARA Cindi S SARMENTO Cristiano D Speech recognition system to automate a plataform lift 2014 97f Trabalho de Conclus o de Curso Graduac o Curso de Engenharia Industrial El trica Enfase em Automac o Universidade Tecnol gica Federal do Paran 2014 The aim of this work is to present the implementation of a system for speech recognition to automate a platform lift important product in the area of Assistive Technology The market in this area lacks equipm
51. eu campo de vis o Todos os objetos com uma temperatura acima do zero absoluto emitem energia t rmica sob a forma de radiac o Normalmente esta radiac o invis vel ao olho humano mas pode ser detectado por dispositivos eletr nicos concebidos para esse fim Por ser um dispositivo passivo o sensor n o transmite um sinal em vez disso ele responde s altera es na radia o do campo de vis o do sensor causada por um objeto O padr o de detec o esta subdividido em segmentos angulares A detec o de movimento de uma fonte de calor se d quando esta fonte se move de um segmento para outro gerando um sinal el trico O princ pio b sico de funcionamento do sensor PIR segundo Garcia 2005 depende da diferen a de energia infravermelha entre um intruso e o fundo O sensor tem duas ranhuras cada ranhura feita de um material especial que sens vel ao infravermelho assim ele detecta a mudan a na radia o infravermelha quando seu campo de vis o bloqueado por um objeto que tem temperatura diferente do fundo como mostra a Figura 9 PINS 1 2 ON A HORIZONTAL PLANE FRESNEL LENS DETECTING AREA HEAT SOURCE MOVEMENT BAe OUTPUT SIGNAL 43 Figura 9 Detecc o PIR Fonte http www ladyada net learn sensors pir html A probabilidade de detecc o do sensor PIR uma func o da amplitude da diferenca entre a temperatura do intruso e o fundo mas tamb m depende de outros fatores tal como a velocidade em q
52. execuc o de atividades rotineiras acender uma l mpada abrir uma janela 2 1 8 Sistemas existentes para controle de plataformas elevat rias via comando de voz Foi realizada uma busca exaustiva nos sistemas existentes para controle de plataformas elevat rias via comando de voz a fim de situar este trabalho no meio acad mico cient fico e no mercado Nas se es seguintes ser o apresentados os sistemas encontrados 2 1 8 1 TCC Elevador controlado por voz Os alunos da ETEC Prof Dra Doroti Quiomi Kanashiro Toyohara do primeiro semestre de 2013 desenvolveram o trabalho de conclus o de curso intitulado Elevador controlado por voz O objetivo geral era criar um elevador controlado por voz para transporte de diversas cargas e o objetivo espec fico era de aplicar essa 27 tecnologia na construc o de um projeto visando acessibilidade de pessoas com necessidades especiais TEIXEIRA et al 2013 A Figura 3 mostra o prot tipo de plataforma que os alunos constru ram para simular o acionamento via comando de voz O trabalho foi constitu do de tr s partes b sicas a eletropneum tica b mec nica e c comandos manual e de voz A eletropneum tica respons vel pelo funcionamento da plataforma foi composta por um cilindro pneum tico de dupla ac o uma v lvula 5 3 vias um compressor de ar e um rel de sa da A mec nica resumia se a estrutura do prot tipo da plataforma elevat ria Para o comando manual for
53. face Perif rica Serial TA Tecnologia Assistiva UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter ou Receptor Transmissor Universal Ass ncrono UC Unidade de Controle UE Unidade de Entrada UFPA Universidade Federal do Par ULA Unidade L gica e Aritm tica US Unidade de Sa da SUM RIO 1 INTRODU O Lid ir o a DEA ALIAS 13 124 MOTIVA AO nre e 13 OBJETIVOS das Fade 25 fun de d ed da ien dei go D E e d D 14 122 41 ODJEtivo JOR cars AD nai O nine N A NA OAI REE AER G 14 1 2 2 Objetivos ESPECHICOS eae eo n ade a ana na EN an ana 15 1 3 PREMISSA ans eiieou e E E E E EE ges 16 1 4 PROCEDIMENTOS METODOLOGICOS cc cc aa anana acea a anana ceciiccicicisieerrre 18 1 5 ESTRUTURA DO TRABALHO assa seca soio do dead bind dad Dn aa DURA DOA 19 2 FUNDAMENTA O TEORIGA cnovasanvanovawnrinan a savamanamores 21 2 1 TECNOLOGIA AS lS IV Picesicescatisces nee do ara Nr ig SR a A 21 2 1 1 Conceito e objetivos cccicccciiiiiiiiiiicciiiiiicccecccccciccicaanecccceeenes 21 2 1 2 Recursos E SerVI OS iiiiiiiiccciiiiiiciicccccciiiccccccccccccssccennnenceeeeneen 22 2 1 3 Tecnologia Assistiva no Brasil rr 23 2 1 4 Desenho Universal cccccciiciiiiiiiicciiiiicci a faca afetado 24 2 1 5 ACOSSIDING FE e A Dei nd ig coda sued Secs ted Ena Og EAR Eae End E D AE 24 2 1 6 Plataforma elevat ria rasa that led ele a a da 25 2 1 7 Comando de voz no contexto da Tecnolog
54. fici ncia a tecnologia caracterizada como uma necessidade uma vez que torna vi veis atividades consideradas dif ceis ou at mesmo impratic veis RADABAUGH 1993 1 2 OBJETIVOS 1 2 1 Objetivo geral Automatizar uma plataforma elevat ria atrav s do princ pio de automac o baseada em computador com a implementac o de controle via comando de voz A proposta deste estudo foi aplicada na plataforma elevat ria cedida pelo PROTA Figura 1 15 P Figura 1 Plataforma elevat ria PROTA Fonte Autoria pr pria Al m de desenvolver o sistema de comando de voz em Python linguagem compat vel com o sistema operacional do Raspberry Pi o Raspbian uma interface com o usu rio foi confeccionada a fim de facilitar a visualizac o de seu estado de funcionamento A interface constitu da de elementos visuais LEDs para indicar ao usu rio tr s poss veis situa es sistema de reconhecimento de voz habilitado plataforma acionada ou plataforma parada 1 2 2 Objetivos espec ficos Estudar sobre sistemas de automa o baseada em computador reconhecimento de voz e Tecnologia Assistiva Estudar sobre softwares de reconhecimento de voz j existentes Julius e sua variante Coruja Compreender o funcionamento da plataforma elevat ria do PROTA Desenvolver o programa de reconhecimento de voz espec fico para a aplica o desejada 16 Testar o programa desenvolvido Construir placa de interf
55. forma acionada Figura 2 Fluxograma do sistema de reconhecimento de voz Fonte Autoria pr pria 1 4 PROCEDIMENTOS METODOL GICOS As etapas descritas abaixo foram organizadas de forma a direcionar o esfor o intelectual e t cnico da equipe para que os objetivos propostos neste trabalho fossem satisfatoriamente atendidos 1 Etapa Revis o Bibliogr fica Foi levantado material a respeito dos temas abordados em livros artigos e na Internet sobre os seguintes assuntos 19 Tecnologia Assistiva e Automagao e dom tica o Reconhecimento de fala 2 Etapa An lise da plataforma elevat ria Foi analisado o funcionamento da plataforma em seu estado atual e foram estudadas as interven es necess rias para instala o do programa de reconhecimento de voz 3 Etapa Elabora o do programa de reconhecimento de voz Utilizando o decodificador Julius um c digo de programa para a aplica o desejada foi elaborado Foi necess rio estudar a linguagem de programa o compat vel com o Raspberry Pi Testes de valida o foram feitos a fim de verificar a confiabilidade do programa desenvolvido 4 Etapa Implementa o do sistema na plataforma e realiza o de testes Com o programa finalizado o sistema foi instalado na plataforma e testes foram realizados para avalia o de sua efici ncia Foi feita a an lise dos resultados obtidos e as corre es necess rias foram efetuadas 1 5 ESTRUTURA DO TRABALHO
56. gue ligar anda ande andar Comando do Usu rio N VEL DE CONFIAN A gt COFF VITERBI Figura 23 Valores m dios dos resultados obtidos Acionamento Fonte Autoria pr pria Analisando o gr fico obtido percebe se que algumas palavras tiveram valores m dios de respostas melhores que outras Com isso foi poss vel selecionar as op es de palavras mais adequadas sendo estas definidas como as respostas com n vel de confian a maior que 70 Para a utiliza o do usu rio final foram selecionadas as seguintes palavras para o acionamento da plataforma e Ativa e Ative e Aciona e Liga e Ligue e Anda Salienta se que apesar de ter obtido uma resposta m dia maior que 70 a palavra Andar foi descartada devido ao fato de ser frequentemente interpretada como Parar Como estas duas palavras referem se a comandos opostos optou se pela sua n o utiliza o 69 Analogamente para o grupo de palavras de parada da plataforma obteve se o gr fico representado na Figura 24 VALORES M DIOS DOS RESULTADOS OBTIDOS DESLIGAR 1000 2000 o 3000 3000 Oo c o O N vel 4000 Coeficiente de Viterbi 5000 6000 parada parou Comando do Usu rio r NIVEL DE CONFIAN A COEF VITERBI Figura 24 Valores m dios dos resultados obtidos Parada Fonte Autoria pr pria Mais uma vez foram selecionadas as palavras cujas respostas de n ve
57. ia Assistiva 25 2 1 8 Sistemas existentes para controle de plataformas elevat rias via comando de VOZ aaa ae qria etc E A eer ns CEA ddl Da da E AGA EAR a serene 26 2 1 8 1 TCC Elevador controlado por VOZ iiien 26 2 1 8 2 Elevadores ee RR AMAIA A 29 2 2 AUTOMA AO E DOMOTICA mineira stio nor nnio iatantet aes et aetieae aie 30 2 2 1 Sistemas de automa o baseados em PC a a ana nono ic c aia ane nin c idos 31 2 241 Raspberry Pisite sa d cata A O RR DRDS ACRAEA L Ad AA Ade 32 2 2 2 Sistemas operacionais iiiiiiiiicccciiiiiccccccccccciccenneeccceeeeeee 39 2 22 V ENa EN EEE T E E A E 39 2 2 3 Sensores e transdutores ccccciiicccccciiicccciccccccccceaeecccceeeeee 41 2 2 3 1 Sensor Infravermelho Passivo PIR li 41 223 2 Microfone catita AA ES AAC DID SS 43 2253 2 ROC WII 2 2224 225 oa Vidar a NNE aa DU RS rt a dia 44 2 3 RECONHECIMENTO DE FALAN weiicocscxcccwctencncoctestimnetracianes Eee ni a Dina 45 2 3 1 Sinal ac stico da falas cs RR A ee A AE AAR te 47 2 3 2 Modelos Ocultos de Markov MOM oa acce a aa aa neo cit caia ane iiien 49 2 3 3 Modelagem de sinais da fala sssssooosi oia a aa na 50 2 3 3 1 Modelo Ac stico MA cs upasrsasaeisaiio core soraia e epa ida da dna DRA a nin pa 51 2 3 3 2 Modelo de Linguagem ML a cisscacccescas sec ateeiensee aie avis 51 2 3 3 3 Dicion r
58. ido mundialmente e integrante mais representativo da Linux Foundation em 1991 e hoje mantido por uma comunidade mundial de desenvolvedores dos quais poss vel citar empresas como HP IBM Hitachi Segundo Delgado 2005 algumas caracter sticas importantes presentes nos sistemas operacionais modernos tamb m presentes no Linux s o e Multiplataforma O Linux opera em computadores de outras fam lias e compat veis e Multiprocessado Possui suporte a computadores com mais de um processador e Multitarefa Execu o de v rios programas ao mesmo tempo e Multiusu rio Usu rios podem operar a mesma m quina ao mesmo tempo 2 2 2 1 1 Raspbian O Raspbian um sistema operacional livre baseado em Debian GNU Linux otimizado para o hardware Raspberry Pi Possui um conjunto de programas b sicos 41 e utilit rios que possibilitam o funcionamento do Raspberry Pi O sistema disponibiliza 35 mil pacotes de software pr compilado de f cil instalac o no Raspberry Pi A construc o inicial desses pacotes foi conclu da em junho de 2012 contudo o Raspbian ainda est em constante desenvolvimento visando melhoria da estabilidade e desempenho O Raspbian uma vers o n o oficial do Debian com configura es de compila o ajustadas para produzir c digo otimizado que executado no Raspberry Pi Isto proporciona um desempenho significativamente mais r pido para aplicativos que fazem uso intenso de opera es aritm ticas
59. igura 14 mostra um exemplo de transi o entre estados em um MOM Os estados X1 X2 e X3 n o s o observ veis enquanto que y1 y2 y3 e y4 o s o Ainda assim as transi es entre os estados n o observ veis s o previs veis e podem ser estudadas estatisticamente 50 Figura 14 Transic o entre estados em um MOM Fonte http upload wikimedia org wikipedia commons 2 2e HiddenMarkovModel png No contexto do reconhecimento de fala Rabiner 1989 afirma que o processo de formac o de uma palavra definido como uma sequ ncia de fonemas estados e transi es entre eles pode ser considerado como um processo oculto de Markov Isto porque apesar de ser poss vel observar alguns estados som dos fonemas existem estados ocultos como repeti o cont nua de um determinado fonema e per odos curtos de sil ncio Assim os MOM s o excelentes modelos para representar a fala humana 2 3 3 Modelagem de sinais da fala Para que seja poss vel trabalhar com os sinais ac sticos gerados pela fala preciso utilizar modelos que representem da melhor maneira poss vel aquilo que foi dito pelo usu rio Este processo se baseia em uma an lise estat stica complexa que permite a infer ncia da palavra ou frase pronunciada DYMARSKI 2011 Tr s componentes fundamentais desta an lise estat stica Modelo Ac stico MA Modelo de Linguagem ML e Dicion rio Fon tico ser o abordados a seguir com o intuito de mostrar como um reco
60. input segment zmeanframe default strip off invalid segment O sequence etc zmean enable DC offset removal invalid for mfcfile input FE H H FE HEHE FE AE FE HEHE HEE EH EEE FE AE TE AE FE AE H AE EE EEE E FE FE EE EEE EEE AE FE E EE EEE Acoustic Analysis EHH H FE HH FE AE FE AE H H HE HE EEE H AE H AE H AE FE 4 EEE EEE FE E H EEE EE AE FE HE TE EEE smpFreq 20050 sampling rate Hz smpPeriod 227 sampling period ns 10000000 smpFreq fsize 400 window size samples fshift 160 frame shift samples delwin 2 delta window frames hifreq 1 cut off hi frequency Hz 1 disable lofreq 1 cut off low frequency Hz 1 disable cmnsave filename save CMN param to file update per input cmnload filename load initial CMN param from file on startup Acoustic HMM file AM lapsam Hmm model h LaPSAM1 5 am bin iwcdl best 5 assign average of N best likelihood of the same context gprune safe safe pruning accurate but slow triphone model needs HMMList that maps logical triphone to physical ones hlist LaPSAM1 5 tiedlist Specify short pause model name to be treated as special spmodel sp HMM model name iwspword Language Model LM dicSr d LaPSLM1 5 1m bin v dic temp LM grammar w sample dict SR dicSr lapsam dicSr SR gramSr lapsam grammar SR sample dict lapsam
61. io FONCUCO a ccs oo eee iat a eae ee a ia 52 2 4 PROGRAMAS DE RECONHECIMENTO DE FALA EXISTENTES 52 PAO A RON O 10 S E E E TE E DE E E OE UE ES EEES 53 2 4 2 Projeto Coruja ATO 54 3 DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA DE RECONHECIMENTO DE VOZ57 3 1 INICIANDO O RASPBERRY PI ed aee ins Cocina idade 57 3 2 INSTALANDO O JULIUS E O MODELO ACUSTICO DO CORUJA 62 3 3 ESCREVENDO O CODIGO PYTHION sossessresnssstionensantenaseisirasa pablo dragao 66 3 4 TESTES DE VALIDA O same sind Sei cada gre dependia dano AA aa Ge AC dend dn 67 4 INSTALA AO E TESTES FINAIS DO SISTEMA cceceeeetteeeeeeeeeeeeees 70 4 1 MATERIAIS E CUSTOS aaa noto ion us na ig npc dad ecient 70 4 2 INSTALA O DO SISTEMA NA PLATAFORMA ELEVAT RIA 71 4 3 TESTES FINAIS ee Oe er Ore Urey wr ee Urey Ure e e a ED DD rd ere ert Ore wr 78 5 CONCLUS O casou cates r a 79 REFERENCIAS ste ded cuales oc D eA RO A M Let OR Le a PD Poda cafe aa AM artes 81 AP NDICE A DICION RIO FON TICO DIC TEMP ccc 86 AP NDICE B PROGRAMA DE RECONHECIMENTO DE VOZ DESENVOLVIDO AE CEN 1042200190 ETT 87 AP NDICE C INSTRU ES PARA UTILIZA O DO SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE VOZ 93 ANEXO A ARQUIVO JULIUS JCONF cc aa ao iai n cieri ierre 95 13 1 INTRODU O Entende se como automac o qualquer sistema baseado em computador utilizado em ind strias em servi os ou para o bem
62. itac es relacionadas a dist ncia para aquisic o do sinal de voz A fim solucionar este problema tentou se utilizar um microfone de CFTV Circuito Fechado de Televis o que possui um alcance muito maior que o de eletreto no caso do microfone adquirido 150 m No entanto ao test lo foi verificado que o reconhecimento foi prejudicado porque o microfone por ser muito sens vel captou muitos ru dos que eram interpretados como fonemas pelo programa Como consequ ncia o coeficiente de Viterbi apresentou um valor extremamente baixo ou seja o algoritmo do decodificador percorreu uma trajet ria entre fonemas muito grande para gerar uma resposta Sendo assim optou se utilizar o microfone de eletreto fixado em um suporte que o mant m a uma dist ncia adequada para aquisic o da entrada de voz por diversos usu rios por exemplo criancas e cadeirantes Com todos os ajustes executados o sistema foi testado por pessoas alheias ao desenvolvimento do projeto O retorno foi positivo em todos os casos sendo que a maior parte das falhas observadas foi devida s limitac es do sistema mec nico como lentid o no movimento ru do e mau contato no sinal dos fins de curso reed switch 79 5 CONCLUS O A automac o relacionada a termos como acessibilidade inclus o social e autonomia do usu rio remete ao conceito de Tecnologia Assistiva Esta por meio da utilizac o de recursos e servi os espec ficos visa a diminuir ou at mesmo
63. l de confian a foram maiores que 70 Assim para o comando de parada da plataforma as palavras s o e Para e Parada e Parou Para ambos os grupos de palavras percebeu se que as respostas de coeficiente de Viterbi foram bastante aceit veis em praticamente todos os casos Em outras palavras em nenhum caso esta resposta m dia foi inferior ao valor estipulado como aceit vel na l gica de programa o 10 000 Isto se explica pelo fato de o dicion rio fon tico utilizado possuir um vocabul rio reduzido ou seja o reconhecedor tende a n o confundir duas palavras diferentes 70 4 INSTALA O E TESTES FINAIS DO SISTEMA Este cap tulo tratar da instala o do sistema de reconhecimento de voz para automatiza o da plataforma elevat ria assim como dos testes realizados 4 1 MATERIAIS E CUSTOS Para desenvolver o sistema de reconhecimento de voz al m dos componentes listados na Tabela 4 foram utilizados os seguintes perif ricos monitor teclado e mouse para inicializa o do sistema O custo total foi de R 316 51 Tabela 4 Custos para a constru o do sistema de reconhecimento de voz proposto neste trabalho Descri o Pre o Fonte 5V 2A R 19 00 Cabo HDMI R 16 00 Cart o SD 8GB SDHC R 27 68 Raspberry Pi R 159 65 HUB R 24 00 Placa com 4 rel s R 18 78 Sensor de presen a PIR R 19 80 Microfone de lapela com fio para c mera filmadora notebook pc R 7 80 Jumper fio 40 pe as de 20 cm
64. ncao que busca valores invalidos para as variaveis sentencel cmscorel e scorel no texto de saida do Julius def TestesErro TextoJulius GPIO output 22 False VetorLinhas TextoJulius split n for line in VetorLinhas if line find sentencel 1 sentencel lin elif line find cmscorel 1 cmscorel line elif line find scorel 1 scorel line VetorCmscore cmscorel split FlagErro False for score in VetorCmscore try score float float score except ValueError continue if score float lt NivelConf FlagErro True print ERRO Nivel de confianca 3f menor que Tente novamente score float NivelConf scorel float float scorel split 1 if scorel float lt CoefViterbi FlagErro True print ERRO Coeficiente de Viterbi f menor que f o novamente 4 scorel float CoefViterbi if FlagErro False print sentencel print cmscorel print scorel MoverPlat sentencel else pass Funcao que utiliza a plavra de comando para mover a plataforma def MoverPlat ComandoFalado global ComandoParar global ComandoMovimento 89 6 38 Tente 90 VetorStr ComandoFalado split VetorStrTamanho len VetorStr if VetorStrTamanho lt 2 PalavraComando erro print ERRO Comando nao entendido elif VetorStrTamanho gt 2 PalavraComando erro print ERRO F
65. necessidade do usu rio Uma simples bengala ou um moderno sistema computadorizado podem ser considerados recursos de TA BERSCH 2013 Servi os s o definidos como aqueles que auxiliam diretamente uma pessoa com defici ncia a selecionar comprar ou usar os recursos ESTADOS UNIDOS 1988 a assist ncia prestada por profissionais pessoa com necessidade especial visando fornecer um recurso de TA Avalia es prescri es experimenta es orienta es e ensino da utiliza o do equipamento apropriado s o exemplos de servi os considerada uma rea interdisciplinar que pode envolver profissionais de Fisioterapia Terapia Ocupacional Fonoaudiologia Educa o Psicologia 23 Enfermagem Medicina Engenharia Arquitetura Design e T cnicos de muitas outras especialidades BERSCH 2013 2 1 3 Tecnologia Assistiva no Brasil O direito de acesso das pessoas com necessidades especiais ou com mobilidade reduzida aos recursos de TA foi regulamentado pelos Decretos 3 298 1999 e 5 296 2004 A legislac o brasileira utiliza o termo Ajudas T cnicas para designar Tecnologia Assistiva A Lei n 10 048 00 refere se acessibilidade nos transportes e servi os p blicos e a Lei n 10 098 00 estabelece as normas e os crit rios que visam garantir a acessibilidade das pessoas com necessidades especiais ou mobilidade reduzida Ambas foram regulamentadas pelo Decreto 5 296 2004 Os produtos instrumentos ou equipamentos adaptados
66. neutralizar dificuldades funcionais ou de acesso encontradas por pessoas com necessidades especiais ou com mobilidade reduzida Nota se que o recurso assistivo de comando de voz escopo do presente trabalho al m de possibilitar o acionamento remoto de diversos sistemas proporcionando conforto e comodidade serve como um grande aux lio para execuc o de tarefas cotidianas Quando utilizado por pessoas com necessidades especiais este recurso aumenta a independ ncia do usu rio e melhora sua qualidade de vida Apesar do comando de voz ser uma tecnologia cujo mercado consumidor est em crescimento poucos produtos s o direcionados para a rea da Tecnologia Assistiva Existe uma dificuldade em se encontrar recursos para uso espec fico como por exemplo recurso para acionamento de plataforma elevat ria via comando de voz que sejam financeiramente acess veis Dessa maneira ap s a realizac o da revis o bibliogr fica foi verificada a viabilidade de execuc o do trabalho com as caracter sticas desejadas as quais se resumem em atender as pessoas com necessidades especiais utilizar processamento via PC ser de baixo custo n o depender de conex o Ethernet e ter uma resposta confi vel Para a func o de processamento de dados do sistema de voz para automatizac o de uma plataforma elevat ria utilizou se o minicomputador de baixo custo Raspberry Pi Este foi escolhido por possuir alta capacidade de processamento e ter interfaces de com
67. nhecedor de fala decide qual a palavra ou frase mais prov vel ap s uma entrada de sinal de fala 51 Grande parte dos reconhecedores de fala se baseia nos Modelos Ocultos de Markov MOM para construir os modelos ac sticos e de linguagem No caso do MA os MOM s o utilizados para converter o sinal de voz digitalizado em uma distribui o de par metros que maximiza a probabilidade de a sequ ncia de fonemas pronunciada se assemelhar a alguma palavra previamente gravada no MA J para o ML os MOM buscam maximizar a probabilidade de uma sequ ncia de palavras pronunciada se assemelhar a uma senten a previamente gravada no ML SILVA et al 2004 2 3 3 1 Modelo Ac stico MA O Modelo Ac stico o componente do sistema de reconhecimento de fala respons vel por definir dada uma entrada de udio a sequ ncia de fonemas mais prov vel atrav s da an lise dos par metros calculados com os MOM Para que o reconhecedor seja confi vel o MA deve ser gravado no idioma que se quer reconhecer Fazendo isto o MA ter as informac es precisas da pron ncia de cada fonema naquele determinado idioma salvo diferencas de dialetos e locutores n o nativos Al m disso o MA deve possuir a maior quantidade poss vel de udio gravado por pessoas de diferentes timbres de voz para que o reconhecedor possa funcionar com qualquer locutor Para o presente trabalho o MA utilizado foi o LaPSAM do grupo de pesquisa Fala Brasil do Laborat rio
68. nos GPIO da placa Neste caso h duas possibilidades BOARD esquerda e BCM direita de acordo com a Figura 8 e da linha de c digo a seguir GPIO setmode GPIO BCM bottom left top left 3v3 SPI MOSI SPI SCLK SPI CEO N O srimiso O GPIO 6 O O SPI CEIN bottom right top right Figura 8 Diagrama de pinos GPIO Fonte http openmicros org index php articles 94 ciseco product documentation raspberry pi 217 getting started with raspberry pi gpio and python BOARD significa usar os n meros f sicos dos pinos do conector do Raspberry Pi BCM significa a designac o pelo n mero do Broadcom SOC 38 Na sequ ncia do c digo configura se cada pino como entrada N ou sa da OUT conforme abaixo GPIO setup 4 GPIO IN GPIO setup 27 GPIO OUT Com todas as configura es iniciais feitas poss vel controlar os pinos de sa das com os comandos para ligar ou desligar respectivamente com as seguintes linhas de c digo GPIO output 27 True GPIO output 27 False Aleitura de um pino de entrada feita pela linha de c digo abaixo que retornar True ou False GPIO input 25 2 2 1 1 2 Python O Python a linguagem de programa o orientada a objetos dispon vel no Raspberry Pi para desenvolvimento de aplica es Com sintaxe simples compat vel com os seguintes sistemas operacionais Windows Linux Unix e Mac OS X Pode ser utilizado tamb m em Java e em m
69. nsion frame n 1 num of sentences to find fsentence n 10 default for standard configuration output 1 num of found sentences to output sentence looktrellis search within only backtrellis words For insertion of context free short term inter word pauses between words multi path version only iwsp append a skippable sp model at all word ends iwsppenalty 5 0 transition penalty for the appenede sp models HERE EEE HE H HEH HE H 4 EE EE HEHE HEE HE EE EH EH H 4 EE EE EE HE EE H H RE Speech Input Source HERE HEH HE EH HEH HH H 4 EE EE EE HE HE EE EE EE EE H 4 EE EE EE HE 4 EE H H select one default mfcfile input mfcfile MFCC file in HTK parameter file format input rawfile raw wavefile auto detect format WAV 16bit or RAW 16bit signed short mono big endian AIFF AU with libsndfile extension other than 16kHz sampling rate should be specified by smpFreq option input pulseaudio input mic direct microphone input device name can be specified via env val AUDIODEV 97 input netaudio NA host 0 direct input from DatLink NetAudio host input adinnet adport portnum via adinnet network client input stdin from standard tty input pipe filelist filename specify file list to be recognized in batch mode nostrip switch OFF dropping of invalid
70. ntos e o custo deste tipo de tecnologia elevado INSTITUTO DE TECNOLOGIA 2007 O CENSO identificou que 23 9 da popula o brasileira apresenta algum tipo de defici ncia e que 7 4 possuem mais de 65 anos INSTITUTO BRASILEIRO 1 Foi pesquisada a exist ncia dos tipos de defici ncia permanente visual auditiva e motora de acordo com o seu grau de severidade e tamb m mental ou intelectual INSTITUTO BRASILEIRO 2010 14 2010 O Brasil tem um grande contingente de pessoas que pode se beneficiar da utilizac o da TA por isso importante conhecer as demandas das pessoas com necessidades especiais ou mobilidade reduzida assim como das idosas e tornar acess veis os recursos e os servi os que elas necessitam O sistema de automac o baseada em computador via comando de voz desenvolvido est inserido nesse contexto mas n o ficar restrito a aplicac o em plataformas elevat rias e poder ser implementado em diversas outras reas como por exemplo na automac o residencial Al m da aplicac o dos conceitos e teorias adquiridos durante o curso de forma integrada este trabalho ultrapassa os limites acad micos pois considera tamb m o fator humano uma vez que o objetivo desenvolver um sistema de TA eficiente e de baixo custo que poder beneficiar muitas pessoas Vale ressaltar que a tecnologia para pessoas sem defici ncia visa facilitar o desempenho nas atividades cotidianas J para pessoas com de
71. o de Produtos de 24 Tecnologia Assistiva re ne informac es sobre produtos de TA nacionais ou importados assim como dados de contato das organizac es que os comercializam 2 1 4 Desenho Universal A definic o de Desenho Universal citada no Decreto 5 296 e um conceito importante para a construc o de uma sociedade inclusiva A concepc o de espacos artefatos e produtos devem atender simultaneamente as necessidades de todas as pessoas de forma aut noma segura e confort vel BRASIL 2004 O Desenho Universal integra soluc es que comp em a acessibilidade O conceito transcende a ideia de projetos espec ficos adapta es e espa os segregados que respondam apenas a determinadas necessidades e visa concep o de ambientes e recursos que contemplem a participa o a utiliza o e o acesso de todas as pessoas independente da idade tamanho condi o f sica ou sensorial Por exemplo preciso projetar banheiros acess veis a todas as pessoas desde o inicio do projeto e n o ter a necessidade de adapt los posteriormente para pessoas com necessidades especiais GALV O FILHO 2009 Portanto o conceito de Desenho Universal deve estar cada vez mais presente na forma o das Engenharias e Arquitetura BERSCH 2008 2 1 5 Acessibilidade O Decreto 5 296 tamb m define o termo acessibilidade como sendo as condi es para utiliza o com seguran a e autonomia por pessoas com necessidades especiais ou mobilidade re
72. o e atrav s da API Coruja relaciona se com a aplica o desejada canas J Modelo Ac stico Modelo de Linguagem Figura 15 API e aplicativos Fonte Adaptado de KLAUTAU et al 2010 A API Coruja suporta objetos compat veis com o modelo de automa o COM Component Object Model ou Modelo de Objeto Componente o qual possibilita acesso manipula o ajuste de propriedades e invoca o de m todos de objetos de automa o compartilhados que s o utilizados por outras aplica es KLAUTAU et al 2010 A classe principal desta API a SREngine cujos m todos e eventos sao mostrados na Tabela 3 56 Tabela 3 Principais m todos e eventos da API Coruja M todos Eventos Descric o B sica SREngine M todo para carregar e inicializar o reconhecedor loadGrammar M todo para carregar gram tica SAPI XML addGrammar M todo para carregar gram tica nativa do Julius startRecognition M todo para iniciar o reconhecimento stopRecognition M todo para pausar parar o reconhecimento OnSpeechReady Evento chamado quando o reconhecimento ativado OnRecognition Evento chamado quando alguma senten a reconhecida Fonte KLAUTAU et al 2010 A classe SREngine possibilita que o Coruja controle v rios aspectos do decodificador Julius como carregar os modelos ac stico e de linguagem habilitar e desabilitar o reconhecimento de voz e receber eventos e resultados vindos do engine de reconhecimento Uma gram tica indica o
73. ograma desenvolvido 3 1 INICIANDO O RASPBERRY PI Com intuito de iniciar a implementa o do trabalho em quest o foi realizada a instala o do sistema operacional no minicomputador Raspberry Pie tamb m foram feitos ajustes necess rios na sua configura o inicial A Figura 16 mostra como foram conectados os seguintes perif ricos no Raspberry Pi modelo B Figura 16 Implementa o Raspberry Pi Perif ricos 1 Fonte de alimenta o 2 Cabo Ethernet 3 Cabo HDMI 4 Monitor 5 Teclado 6 Mouse 7 HUB 8 Cart o SD Fonte Autoria pr pria A fonte de alimenta o conectada entrada micro USB do Raspberry 58 Pi Para o bom funcionamento do computador recomenda se a utilizac o de uma fonte que forneca pelo menos 5V e 700mA Se a fonte de alimentac o n o for adequada o funcionamento do Raspberry Pi pode ser afetado RASPBERRY PI 2012 A fonte de alimentac o utilizada de 5V com 2A para garantir n o somente a energizac o adequada do processador como tamb m dos perif ricos utilizados mouse e teclado O cabo Ethernet utilizado para conex o com a rede local A porta Ethernet do RPi pode ser conectada diretamente a um roteador ou diretamente em outro computador conectado a Internet sem a necessidade da ligac o cross over RASPBERRY PI 2012 O cabo HDMI High Definition Multimidia Interface ou Interface Multim dia de Alta Definic o usado para conectar o Raspberry Pi ao monitor L
74. ou especialmente desenvolvidos para ampliar a funcionalidade da pessoa portadora de defici ncia e ou para favorecer a autonomia e independ ncia pessoal s o considerados Ajudas T cnicas BRASIL 2004 O Comit de Ajudas T cnicas CAT cuja criac o foi prevista no Decreto 5 296 foi institu do em 2006 pela Coordenadoria Nacional para a Integrac o da Pessoa Portadora de Defici ncia CORDE um rg o da Secretaria Especial dos Direitos Humanos da Presid ncia da Rep blica SEDH PR O CAT tem como objetivos principais estruturar as diretrizes e estabelecer as compet ncias da rea de Tecnologia Assistiva realizar estudos visando elaborac o de normas a respeito de Ajudas T cnicas e detectar os centros regionais de refer ncia no assunto objetivando a formac o de uma rede nacional integrada BRASIL 2004 O Portal Nacional de Tecnologia Assistiva lancado em marco de 2006 um importante instrumento de converg ncia e troca de informac es sobre as iniciativas existentes no Brasil em pesquisa desenvolvimento aplicac o e disseminac o de TA INSTITUTO DE TECNOLOGIA 2013 Com o objetivo de qualificar as institui es que contribuem para inclus o social e mapear as compet ncias no Brasil o Portal subsidia a elaborac o de pol ticas p blicas no mbito da Ci ncia Tecnologia e Inovac o sempre buscando novas ideias e soluc es para melhorar qualidade de vida das pessoas com necessidades especiais e idosas O Cat log
75. pelo processamento em informa es para o usu rio A CPU a unidade mais importante do computador ela que processa os dados e as instruc es de um programa A MP tem a func o de armazenar temporariamente os dados e instruc es para posterior processamento pela CPU Essa capacidade de armazenamento permite o processamento autom tico segundo o conceito de Von Neumann A CPU composta pela Unidade de Controle UC que respons vel pelo controle das ac es a serem realizadas pelo computador Unidade L gica e Aritim tica ULA a qual executa as principais opera es l gicas e aritm ticas do computador e por registradores uma unidade de mem ria capaz de armazenar bits 2 2 1 1 Raspberry Pi O Raspberry Pi um computador do tamanho de um cart o de cr dito desenvolvido no Reino Unido pela Funda o Raspberry Pi Este pequeno equipamento surgiu em 2006 e tem sido aprimorado desde ent o Possui todos os 33 elementos centrais de um PC e tem como objetivo disponibilizar um computador simples e de baix ssimo custo Entre os componentes do Raspberry Pi destaca se um pequeno circuito integrado que re ne o processador com a arquitetura ARM arquitetura de processador de 32 bits um GPU Graphics Processing Unit ou Unidade de Processamento Gr fico VideoCore IV e a mem ria RAM Random Access Memory ou Memoria de acesso aleat rio O Raspberry Piv m com 26 pinos GPIO General Purpose Inputs and Outputs ou Entradas e Sa
76. qualquer outra fonte de dados Este diferencial bastante interessante porque atualmente grande parte dos produtos existentes no mercado possui esta depend ncia A quem possa vir a interessar algumas melhorias s o sugeridas como forma de trabalhos futuros e Desenvolver uma interface gr fica com o usu rio com mais recursos por exemplo com um monitor tipo RCA para mostrar em tempo real o estado do sistema atrav s do terminal de comando do Raspberry Pi e Reformular a soluc o de automac o utilizando um controlador com maior capacidade de processamento para reduzir ainda mais o tempo de resposta do sistema pois no caso de vocabul rio pequeno o processamento pode ser feito com maior desempenho e Gravar um novo Modelo Ac stico contendo somente as palavras que ser o utilizadas para comando tamb m com a func o de reduzir o tempo de resposta 81 REFER NCIAS ASCHER David LUTZ Mark Aprendendo Python Programac o orientada a objetos S o Paulo Bookman Inc 2004 ASSOCIA O BRASILEIRA DE NORMAS T CNICAS NBR 9050 Acessibilidade a edifica es mobili rio espa os e equipamentos urbanos Rio de Janeiro 2004 BERSCH Rita Introdu o tecnologia assistiva Centro Especializado em Desenvolvimento Infantil CEDI Porto Alegre 2008 BERSCH Rita Sartoretto Mara L Assistiva Tecnologia e Educa o Brasil 2013 Disponivel em lt http www assistiva com br gt Acesso em 01 jul 2013 BRASIL
77. r F Applications Processor GPU Dual Core VideoCore IV Dual Core VideoCore IV Multimedia Co Processor Multimedia Co Processor USB 2 0 Um conector USB Dois Conectores USB HDMI rev 1 3 amp 1 4 Composite RCA HDMI rev 1 3 amp 1 4 Composite Saida de Video PAL and NTSC RCA PAL and NTSC Saida de Audio 3 5mm jack HDMI 3 5mm jack HDMI Armazenamento SD MMC SDIO card slot SD MMC SDIO card slot Sistema Operacional Linux Linux Dimens o 8 6cm x 5 4cm x 1 5cm 8 6cm x 5 4cm x 1 7cm Alimentac o 5 Volts 5 Volts PEER ONA O R 170 00 R 250 00 no Brasil Fonte Adaptado de http downloads element14 com raspberryPi1 html Levando em conta todas as caracter sticas esperadas do processador de sinal do reconhecedor de fala desenvolvido concluiu se que uma alternativa de baixo custo dentre os reconhecedores de fala dispon veis no mercado o computador Raspberry Pi Dentre suas principais caracter sticas destacam se para o presente trabalho o Baixo custo o Entradas e sa das digitais para uso geral 16 interfaces configur veis Comunica o Ethernet o Alta capacidade de processamento 700 MHz Ampla gama de linguagens de programa o dispon veis 36 2 2 1 1 1 Funcionamento GPIO O Raspberry Pi possui 26 pinos GPIO que podem ser configurados para proporcionar diversas func es Serial UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter ou Recepto Transmissor Universal Ass ncrono um m dulo que con
78. ra b sica de um computador 32 Fig ra f Raspberhy Phase E O a aaa aa 34 Figura 8 Diagrama de pinos GPIO wu 1cecccaveen en aiaeaie eau 37 Figura 9 Detec o PIR sanada ASAE adi DES add 43 Figura 10 Microfones de eletretO0 cccccccicciiccccccccecaacccccceeiannaaas 44 Figura Reed SWICH sa ada d Se aaa EG EAA REANA EE RIOR E EEEE R 45 Figura 12 Distribui o da intensidade de energia da fala de acordo com a frequ ncia Sth itch ri eh E EO EOC ie pe A RE E RED E R R AA R EA Y RE AR E 48 Figura 13 Exemplo de sinais de alguns fonemas 49 Figura 14 Transi o entre estados em um MOM een 50 Figura 15 API e ANCA OS una a hate Ne a a Se at at ace Sa EEE es 55 Figura 16 Implementa o Raspberry Pi Perif ricOS ue ss 57 Figura 17 Formatando cart o SD nn neeesseeaaeanenaaa 59 Figura 18 Arquivos NOOBS dinis 2201060424120100 3006202 TRAD 60 Figura 19 Tela NOOBS dite pena AEAT E tesa 60 Figura 20 Instala o Raspblant mersininin eiia DATA DU AQUA ea adiada 61 Figura 21 Configura o da localiza o do RPi ne oe c e cia a a neo ere ec ciDDdo 62 Figura 22 Tela de configura o do Raspberry Pi 62 Figura 23 Valores m dios dos resultados obtidos Acionamento 68 Figura 24 Valores m dios dos resultados obtidos Parada
79. rning 2006 TEIXEIRA Carlos et al Elevador controlado por voz S o Paulo 2013 Dispon vel em lt http prezi com no7b4 uovgob tcc elevador controlador por voz gt Acesso em 20 jul 2013 TSCHULENA Guido R et al Sensors in Household Appliances 5 ed Weinheim Wiley VCH 2003 AP NDICE A DICION RIO FON TICO DIC TEMP lt s gt lt S gt ativa ative ative ativar aciona acione acione acionar acionar liga ligue ligue ligar 1 anda a gt da ande a gt de i a E uu H H EM ct H H H H lt lt lt lt SD DD FO DW H D O x ct o OQ on a x o N a x OLVLVYV 9 YM M9 OM MW WM Ge HoH Pb DD DDD Q Q Q Q H H H H H w v o ande a d andar a d para pare parada parou parar socorro socorro socorro socorro ununun OO 00V VV V P A AA ADB h hB BKR KRK oooon opo BAR Bon xs O O ee O E 87 AP NDICE B PROGRAMA DE RECONHECIMENTO DE VOZ DESENVOLVIDO Constantes de nivel de confianca coeficiente de Viterbi NivelConf 0 4 10000 CoefViterbi Biblioteca de execucao automatica de aplicativos import pexpect Biblioteca de busca de correspondencia entre strings import re Biblioteca de manipulacao de strings import string Biblioteca das funcoes das GPIO import RPi GPIO as GPIO Funcao de pausa da biblioteca time from time import sleep Configuracoes iniciais das GPIO GPIO setmode GPIO B
80. rquivos que possuem as informac es exatamente como foram captadas pelo microfone A primeira vers o foi lancada em 1996 no Jap o e at hoje est em constante evoluc o devido s necessidades de aplicac o e aos desafios t cnicos LEE 2010 Para o correto funcionamento do Julius existem modelos que definem as propriedades lingu sticas do idioma escolhido e tamb m determinam a precis o do reconhecimento s o eles Dicion rio Modelo de Linguagem e Modelo Ac stico Os modelos ac sticos e de linguagem s o adapt veis por isso poss vel construir v rios tipos de reconhecedores de fala de acordo com a aplicac o desejada Al m disso o Julius uma ferramenta independente de idioma ou seja ele pode ser utilizado para reconhecer qualquer idioma desde que sejam fornecidos o dicion rio Modelo de Linguagem e Modelo Ac stico O funcionamento do Julius bastante simples ao ser executado ele busca a entrada de udio indicada e o arquivo de configura o com extens o jconf onde s o apontados quais devem ser os modelos ac sticos e de linguagem a serem utilizados Al m disso o Dicion rio Fon tico tamb m carregado pelo programa Caso o carregamento desses arquivos ocorra sem falhas o Julius entra em um la o de repeti o no qual cada ciclo termina com o fim da entrada de udio do usu rio Assim para cada comando dado o programa disponibiliza algumas sa das relacionadas ao resultado da decodifica o A quali
81. rreta poss vel ainda escrever a mesma palavra de sa da mais de uma vez para que o sistema reconheca diferentes pron ncias de uma mesma palavra O Dicion rio Fon tico utilizado foi o UFPAdic 3 0 de 2012 tamb m do grupo de pesquisa Fala Brasil Devido limitac o de capacidade de processamento do presente trabalho o dicion rio foi manualmente reduzido para incluir somente as palavras chaves que ser o utilizadas na aplicac o A vers o final do dicion rio utilizada pode ser encontrada no AP NDICE A 2 4 PROGRAMAS DE RECONHECIMENTO DE FALA EXISTENTES Existem diversos reconhecedores de fala dispon veis no mercado em praticamente todos os idiomas Entretanto estes s o demasiadamente caros e de c digo fechado o que dificulta a adaptac o do programa a uma aplicac o espec fica 53 Por este motivo para o presente trabalho foi selecionado o decodificador Julius o qual al m de ser gratuito possui c digo aberto 2 4 1 Julius O Julius um programa decodificador com c digo aberto usado para reconhecimento de fala cont nua Desenvolvido sob os sistemas operacionais Windows e Linux possui um grande vocabul rio alto desempenho e versatilidade Com ele pode se executar o reconhecimento de voz tanto em tempo real atrav s de dispositivos de entrada como o microfone quanto de arquivos de udio previamente armazenados nos formatos WAV Waveform Audio File ou arquivo de udio de forma de onda ou RAW do ingl s cru a
82. s i e e e suas respectivas distribui es de frequ ncia Na coluna a representam se as posi es de cada parte da boca ao pronunciar o fonema na coluna b ilustrada a distribui o de energia ao longo do tempo e na coluna c est o os valores de intensidade de energia distribu dos ao longo da frequ ncia 49 b c TODAS AS OCORR NCIAS TODAS AS OCORR NCIAS 15000 2 o 10000 10 o ER 10 gt 20 i o 4 Tempo ms 64 Frequ ncia kHz 15000 10000 5000 o mp dm 5000 10000 d L lg 0 64 Tempo ms Figura 13 Exemplo de sinais de alguns fonemas Fonte Adaptado de http cs haifa ac il nimrod Compression Speech S1Basics2010 pdf 2 3 2 Modelos Ocultos de Markov MOM Os Modelos Ocultos de Markov MOM s o sistemas estoc sticos finitos que tem como finalidade modelar um processo oculto de Markov Este processo se caracteriza por n o ter mem ria inerente ou seja cada estado do processo num instante de tempo T depende somente do estado em T os estados anteriores a T 4 em nada interferem no estado T Mais adiante um processo oculto de Markov possui a caracter stica de ter estados n o observ veis como o processo de retirar objetos de cores diferentes de dentro de duas urnas escondidas o resultado final cor do objeto retirado pode ser observado mas o estado intermedi rio de qual urna veio o objeto est oculto para um observador COSTA 2008 A F
83. s o gerado pelos microfones de eletreto se d pela vibrac o de um diafragma devido incid ncia de ondas sonoras sobre ela juntamente com uma pequena placa de metal fixa que comp em um capacitor A vibrac o do diafragma faz com que a dist ncia entre ele e a placa de metal varie e consequentemente ocorre variac o da capacit ncia desse conjunto Como a carga armazenada pelo capacitor se mant m constante tem se tamb m a variac o da tens o entre o diafragma e a placa de metal Com a finalidade de captar os comandos de voz utilizado o adaptador de udio 3 5mm para USB A 5572A da Logitech atrav s do qual conectado o microfone condensador Leadership ao Raspberry Pi 2 2 3 3 Reed Switch O reed switch consiste numa ampola de vidro no interior da qual existem duas l minas flex veis com contatos especiais em suas extremidades como mostra a Figura 11 45 Conector _ 7 Gontatos MS Figura 11 Reed Switch Fonte http www if ufrgs br mpef mef004 20061 Cesar SENSORES Reed switch html A ampola para evitar a oxidac o dos contatos cheia com um g s inerte As l minas sobrep em se no interior da c psula de vidro com um espa o entre eles apenas fazendo contato um com o outro na presen a de um campo magn tico adequado As p s de palheta agem como condutores de fluxo magn tico quando exposto a um campo magn tico externo a partir de um im permanente ou de uma bobina eletromagn tica polos de polarida
84. s de surtos de tens o e mau contatos Nesta placa encontram se tamb m os LEDs de interface visual com o usu rio um LED amarelo indica que o sistema est pronto para receber o comando de voz um verde indica que a plataforma est em movimento e um vermelho indica que est parada A fim de tornar o sistema mais robusto e proteger os componentes estes foram alojados em uma caixa pl stica para montagem de circuitos el tricos conforme mostrado na Figura 30 77 Figura 30 Sistema de reconhecimento de voz na caixa plastica Fonte Autoria propria A Figura 31 mostra como ficou a implementa o final do sistema de reconhecimento de voz na plataforma elevat ria do PROTA Figura 31 Implementa o final do sistema de reconhecimento de voz Fonte Autoria pr pria 78 O AP NDICE C fornece as instru es de uso do sistema de reconhecimento de voz para automatizac o da plataforma elevat ria 4 3 TESTES FINAIS Ap s a implementac o do sistema verificou se que o tempo de resposta foi muito bom ao se comparar com sistemas de reconhecimento de voz populares como OS de celulares e de sistemas operacionais os quais possuem um tempo de resposta de aproximadamente dois segundos Para o sistema desenvolvido ap s o comando de voz o tempo m dio de acionamento ou parada da plataforma foi de tr s segundos Observou se tamb m que o microfone utilizado apesar de fornecer excelentes resultados para o reconhecimento possui lim
85. sistivas 09 2005 PDF gt Acesso em 06 jul 2018 MORAES C e CASTRUCCI P Engenharia de Automa o Industrial 2 ed S o Paulo LTC 2007 ORGANIZA O INTERNACIONAL PARA PADRONIZA O ISO 9999 Ajudas T cnicas para Pessoas com Defici ncia 2002 PATSKO Lu s F Tutorial Aplica es Funcionamento e Utiliza o de Sensores Londrina Maxwell Bohr Instrumenta o Eletr nica 2006 84 PICONE Joseph Fundametals of speech recognition a short course Institute for Signal and Information Processing Department of Electrical and Computer Engineering Mississippi State University Starkvile 1996 Dispon vel em lt http speech tifr res in tutorials fundamentalOfASR picone96 pdf gt Acesso em 2 jun 2018 PINHEIRO Jos M S Sistemas de Automa o Jun 2004 Dispon vel em lt http Awww projetoderedes com br artigos artigo sistemas automacao php gt Acesso em 16 jul 2013 PLANNERER B An Introduction to Speech Recognition Munique 2005 Dispon vel em lt http Awww speech recognition de pdf introSR pdf gt Acesso em 3 jun 2013 PPA Manual do Usu rio Automatizadores para portoes pivotantes Gar a PPA 07 p 2013 Dispon vel em lt http www netppar com Manuais download ManualUsuarioPivotante pdf gt Acesso em 07 jan 2014 PYTHON SOFTWARE FOUNDATION Python Programming Language Official Website 2013 Dispon vel em lt http www python org about gt Acesso em 07 jan 2014 RABINER
86. so a Internet 10 Conectar a fonte de alimenta o na entrada micro USB do RPi 11 Como monitor ligado ligar a fonte de alimenta o Ap s realizados estes passos o Raspberry Pi inicializa se na tela NOOBS como mostra a Figura 19 e deve se escolher um dos sistemas operacionais para ser instalado Figura 19 Tela NOOBS Fonte Autoria pr pria 61 O Raspbian que sistema operacional baseado no Debian recomendado pela Fundac o Raspberry Pi foi escolhido e instalado conforme Figura 20 Figura 20 Instalac o Raspbian Fonte Autoria pr pria Quando a instalac o do Raspbian tiver sido finalizada necess rio realizar a configurac o b sica do Raspberry Pi Para isso foram utilizadas as seguintes opc es de ajuste 1 Expand Filesystem Expandir Arquivos do Sistema para permitir que toda mem ria de armazenamento do cart o SD esteja dispon vel para o sistema operacional necess rio executar esta op o 2 Enable Bootto Desktop Habilitar Inicializa o para a rea de Trabalho permite escolher o modo de inicializa o do RPi rea de Trabalho ou Linhas de Comando 3 _Internationalisation Options Op es de Internacionaliza o permite configurar a localiza o e tamb m o fuso hor rio A Figura 21 mostra a configura o feita para alterar o local de uso do RPi do Reino Unido para o Brasil 62 PL 150 8859 2 PL UTF 8 UTF 8 NF UTF 8 BR I50 8859 1 BR UTF 8 UTF 8 PT 150
87. so aberto a plataforma deve vencer desn veis de at dois metros em edifica es de uso p blico ou coletivo e desn veis de at quatro metros em edifica es de uso particular 2 1 7 Comando de voz no contexto da Tecnologia Assistiva 2 Norma internacional para plataforma de eleva o para pessoas com mobilidade reduzida 3 Plataformas de eleva o motorizadas para pessoas com mobilidade reduzida Requisitos para seguran a dimens es e opera o funcional Parte 1 Plataformas de eleva o vertical 26 A rea que engloba tecnologias baseadas em comando de voz est em constante crescimento Existe uma grande variedade de sistemas dispon veis no mercado com diferentes n veis de complexidades DUBRIN 2002 Al m de facilitar o cotidiano das pessoas cada vez mais utilizada como aux lio apoio por pessoas com necessidades especiais ou mobilidade reduzida O comando de voz pode ser aplicado nas mais diversas aplicac es como por exemplo na acessibilidade ao computador softwares de reconhecimento de voz no controle de ambiente acionamento por voz dos sistemas de iluminac o udio e v deo ar condicionado persianas e diversos outros equipamentos e na mobilidade do indiv duo cadeiras de rodas motorizadas e comandadas por voz Para a maioria das pessoas este tipo de tecnologia pode ser considerado meramente um artigo de conforto mas para usu rios com necessidades especiais O comando de voz pode facilitar muito a
88. t m ao mesmo tempo os circuitos de transmiss o e recep o necess rios para as comunica es seriais ass ncronas o SPI Serial Peripheral Interface ou Interface Perif rica Serial um protocolo de dados seriais s ncronos utilizado para comunica o entre controlador e um ou mais perif ricos que tamb m pode ser utilizado entre dois controladores PWM Pulse Width Modulation ou Modula o por Largura de Pulso a modula o da raz o c clica duty cycle de um sinal para transportar qualquer informa o sobre um canal de comunica o ou controlar o valor da alimenta o entregue carga o PC Inter Integrated Circuit ou Circuito Inter integrado um barramento de comunica o criada pela Philips para chips para se comunicarem uns com os outros o Entrada e sa da digitais o Pinos de alimenta o 3 3V e 5V O uso de qualquer um dos pinos exige cuidado pois eles possuem n vel l gico de 3 3V e n o s o tolerantes a n veis de 5V j que s o ligados diretamente ao Broadcom chip no cora o do Raspberry Pi isso significa que n o h prote es Para a programa o e utiliza o dos pinos GPIO foi instalada uma biblioteca Python que diminui a complexidade de controle dos pinos GPIO atrav s do comando apt get install python rpi gpio Com a biblioteca instalada no c digo Python utiliza se a linha de c digo abaixo para import la 37 import RPi GPIO as GPIO Ent o se define a numera o dos pi
89. tema dom tico integra uma s rie de equipamentos de sensoriamento a fim de obter informac es sobre o meio em que se encontra com um sistema de controle que efetua ac es para supervisionar e gerenciar os dispositivos 2 2 1 Sistemas de automac o baseados em PC Computadores pessoais PCs s o populares poderosos e atualmente est o sendo amplamente utilizados para c lculos comunicac o processamento de texto de dados e outros trabalhos Eles tamb m s o usados para a medic o precisa aplicac es de controles em ind strias e instituic es de pesquisa e permitem a f cil expans o e adoc o de qualquer aplicativo desejado MATHIVANAN 2006 A arquitetura b sica de um computador ainda segue os conceitos estabelecidos por John Von Neumann 1903 1957 o qual a define como sendo m quinas que codificam instruc es que podem ser armazenadas na mem ria e processadas posteriormente Segundo Leite 2006 o computador independentemente do seu porte possui quatro unidades b sicas integradas Unidade de Entrada UE Unidade Central de Processamento CPU Unidade de Mem ria Principal MP e Unidade de Sa da US que se integram como mostrado na Figura 6 32 Fluxo de dados Fluxo do controle Figura 6 Esquema da arquitetura b sica de um computador Fonte Leite 2006 A UE respons vel pela entrada de dados no computador J a US realiza a tarefa inversa da UE ela decodifica os sinais eletr nicos gerados
90. ue um diferencial de temperatura introduzido na zona de detecc o do sensor O sensor requer uma tens o de alimentac o de 5V a 12V O sensor PIR emite um pulso digital alto de 3 3 V quando acionado e o pulso baixo emitido quando n o h detecc o de movimento Possui uma sensibilidade de at 6 metros e uma faixa de detecc o de 110 Os comprimentos de pulso e a sensibilidade podem ser alterados pelos trimpot que acompanham a placa de circuito impresso do sensor PIR O sinal desse sensor ter o papel de habilitar o reconhecimento de voz sendo assim O reconhecimento de voz ir iniciar somente ap s a detecc o de um usu rio na plataforma evitando a interpretac o de comandos falsos 2 2 3 2 Microfone Patsko 2006 define microfone como sendo um componente captador de som destinado a converter as vibra es sonoras em sinais el tricos Eles s o empregados em in meras aplicac es desde aparelhos telef nicos e equipamentos de gravac o sensores de dist ncia baseados em ultrassom O microfone adequado para aplicac es de comando de voz o microfone de eletreto ilustrado na Figura 10 Ele um modelo muito comum que possui um pre o acess vel e f cil utilizac o pode ser encontrado em diversos aparelhos at mesmo equipamentos que necessitam de um microfone para gravac es de alta qualidade 44 Figura 10 Microfones de eletreto Fonte Patsko 2006 p 25 De acordo com Patsko 2006 o sinal de ten
91. unica o de f cil utiliza o A programa o do RPi facilitada ao se explorar as fun es disponibilizadas gratuitamente em diversos f runs de discuss es na Internet Analisaram se os softwares de reconhecimento de fala j existentes Julius e a API do projeto Coruja e verificou se a compatibilidade entre eles e a aplica o desejada atrav s de teste que evidenciou as palavras que seriam usadas como comandos para acionamento da plataforma Ativa Ative Aciona Liga Ligue Anda Para Parada e Parou 80 O programa de reconhecimento de voz desenvolvido foi baseado nos modelos ac stico e de linguagem do projeto Coruja e em um c digo em Python de autoria pr pria A l gica de programac o foi elaborada de modo a n o interferir no atual funcionamento da plataforma elevat ria acionamento de port o eletr nico com comando manual por isso o programa teve limitac es diretamente relacionadas inflexibilidade para modificac es do acionamento mec nico Uma vez desenvolvido o c digo do programa a placa de interface com o usu rio foi montada e as ligac es entre todos os componentes foram realizadas Assim o sistema foi implementado na plataforma elevat ria O objetivo do trabalho foi atingido desenvolveu se um sistema eficiente com bom tempo de resposta e de baixo custo de reconhecimento de voz para acionamento de uma plataforma elevat ria Al m disso o sistema totalmente independente de conex o com a Internet ou
92. utor aquele que tem seu banco de dados gravado por uma pessoa apenas e portanto interpretar os sinais ac sticos provenientes somente desta pessoa J um independente de locutor possui um vasto e diversificado banco de dados para poder identificar qualquer locutor e Tamanho do vocabul rio Um reconhecedor de at vinte palavras possui um vocabul rio pequeno at cem palavras m dio at mil palavras grande e acima de mil palavras muito grande Modo de pron ncia Um reconhecedor de palavra isolada necessita detectar um in cio e um fim para cada palavra pronunciada enquanto um de palavras conectadas consegue reconhecer frases inteiras desde que cada palavra seja pronunciada claramente Finalmente o modelo mais complexo existente capaz de interpretar a fala cont nua sem restri es quanto a diferentes dialetos pron ncias e ritmos de fala Dentro da classifica o de complexidade apresentada pode se dizer que o reconhecedor almejado dever ser independente de locutor possuir um vocabul rio pequeno e interpretar palavras isoladas Outra caracter stica que vale destaque com rela o aos reconhecedores de fala a dificuldade em se encontrar equipamentos para uso espec fico como o caso do presente trabalho que sejam financeiramente acess veis Sendo assim este t pico tem por objetivo expor os conhecimentos t cnicos necess rios no desenvolvimento de um sistema simples de reconhecimento de fala de

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