谁有关于科技发明的论文？
一.导言
1.1红外通信技术〔8〕
20世纪60年代初，一些发达国家开始研究民用产品的遥控技术，但由于当时的技术条件，遥控技术的发展非常缓慢。20世纪70年代末，随着大规模集成电路和计算机技术的发展，遥控技术迅速发展。遥控方式大致经历了几个阶段:从有线到无线超声波，从振动器到红外，再到使用总线的微电脑红外遥控。无论采用哪种方法，准确地传递信号，最终达到满意的控制效果是非常重要的。最初的无线遥控装置是利用电磁波来传输信号的。因为电磁波容易受到干扰，也容易受到干扰，所以逐渐使用超声波和红外介质来传输信号。与红外线相比，超声波传感器频带较窄，能携带的信息较少，容易受到干扰，造成误操作。最理想的方式是光控，红外遥控逐渐取代了超声波遥控，出现了红外多功能遥控器，成为当今时代的主流。由于红外在光谱上处于可见光之外，具有很强的抗干扰性和光波的线性传播特性，不易相互干扰，是一种很好的信息传输介质。信息可以直接调制传输红外光，比如信息可以直接调制红外光的强度进行传输，也可以利用红外光产生一定频率的载波，然后用信息对载波进行调制，再由接收方去除载波来获得信息。从信息的可靠传输来说，后一种方法更好，这也是我们今天看到的大多数红外遥控器所采用的方法。近十年来，红外遥控技术发展迅速，尤其是在彩电、DVD、空调等家用电器领域。，在其他电子领域也得到了广泛的应用。随着人们生活水平的提高，对产品的追求更加便捷和智能化，红外遥控技术是一个重点发展方向。
红外是波长在750nm到1mm之间的电磁波，其频率高于微波，低于可见光，是一种人眼不可见的光。红外通信一般使用红外波段的近红外线，波长在0.75um-25um之间。目前广泛使用的家电遥控器几乎都采用红外传输技术。红外方式作为无线局域网的传输方式，最大的优势是不受无线电干扰，使用不受国家无线电管理委员会限制。红外数据协会(IRDA)成立后，为了保证不同厂家的红外产品能够获得最佳的通信效果，红外通信协议将红外数据通信中使用的光波波长范围限制在850-900nm。
1.2语音信号识别技术
语音识别是一种高科技机器，通过识别和理解的过程，将语音信号转换成相应的文本文件或命令。语音识别作为一个特殊的研究领域，是一门交叉学科，与声学、语音学、语言学、数字信号处理理论、信息论、计算机科学等诸多学科密切相关。经过四十多年的发展，语音识别已经显示出巨大的应用前景。某种程度上，让机器识别语音的难度类似于一个外语很差的人听一个外国人说话。与说话人不同、语速不同、说话内容不同、环境条件不同有关。语音信号本身的特点给语音识别带来了困难。这些特征包括可变性、动态性、瞬时性和连续性。
语音识别的研究始于20世纪50年代，当时AT & amp；t贝尔实验室实现了第一个可以识别十个英文数字的语音识别系统——AUDRY系统。
20世纪60年代，计算机的应用促进了语音识别的发展。这一时期的重要成果是动态规划(DP)和线性预测分析(LP)的提出，其中后者解决了语音信号生成模型的问题，对语音识别的发展产生了深远的影响。
20世纪70年代，语音识别领域取得了突破性进展。理论上，LP技术进一步发展，动态时间归一化技术(DTW)基本成熟，特别是矢量量化(VQ)和隐马尔可夫模型(HMM)理论的提出。在实践中，实现了一个基于线性预测倒谱和DTW技术的特定人孤立语音识别系统。
20世纪80年代，语音识别的研究进一步深入，其显著特点是HMM模型和人工神经网络(ANN)在语音识别中的成功应用。HMM模型的广泛应用应该归功于美国电话电报公司贝尔实验室的Rabiner和其他科学家的努力，他们对原本困难的HMM纯数学模型进行了工程化，使更多的研究者能够了解和理解它。由ANN和HMM模型建立的语音识别系统具有相同的性能。
20世纪90年代，随着多媒体时代的到来，迫切需要语音识别系统从实验室走向实用。许多发达国家，如美、日、韩、IBM、苹果、美国电话电报公司、NTT等著名公司，都投入巨资进行语音识别系统的实用化开发和研究。
我国的语音识别研究一直紧跟国际水平，国家高度重视，大词汇量语音识别研究列入“863”计划，由中国科学院声学研究所、自动化研究所和北京大学共同研发。鉴于未来中国的巨大市场，国外也非常重视汉语语音识别的研究。美国、新加坡等地聚集了一批来自中国大陆、台湾省、香港等地的学者，他们的研究成果达到了相当高的水平。因此，除了加强理论研究外，还需要加快我国实验室演示系统向商品的转化。
目前语音识别的研究进展缓慢，主要是理论上一直没有突破。虽然各种新的校正方法正在出现，但它们的普遍适用性是有争议的。具体来说，困难主要表现在:
1.语音识别系统的适应性差主要体现在对环境的依赖性强，即在某个环境下采集的语音训练系统只能在这个环境下应用，否则系统性能会急剧下降；另一个问题是，它不能正确响应用户的错误输入，使用不方便。
2.高噪声环境下的语音识别很难取得进展，因为此时人的发音变化很大，比如声音变大，语速变慢，声调和振动峰值发生变化等。这就是所谓的伦巴第效应，必须找到新的信号分析和处理方法。
3.在语言学、生理学和心理学方面已经有了很多研究成果，但是如何将这些知识量化、建模并应用到语音识别中，还需要研究。在中大词汇量的连续语音识别中，语言模型、语法模型和词汇模型非常重要。
4.我们对人的听觉理解、知识积累和学习机制以及大脑神经系统的控制机制的认识还不清楚；其次，将该领域已有的成果应用到语音识别中，仍然是一个艰难的过程。
5.语音识别系统从实验室演示系统向商品转化还有很多具体问题需要解决，如识别速度、拒识和关键词(句子)检测技术(即从连续语音中去除“啊”、“唉”等语音，获得真正要识别的语音部分)等技术细节需要解决。
语音识别的难点很多，但有效识别的关键是其模型和算法。模型算法是计算机描述语音的能力能否抓住人类语音本质的关键。在语音识别领域，虽然有资金实力和人力资源的竞争，但最根本的还是其关键核心技术——模型和算法的竞争。
1.3本作品设计的目的和基本思路
本工作利用PC机实现红外控制技术和语音信号识别技术在家用电器或工业电器设备中的智能控制，以及在PC机软件系统中的应用，如智能家用电器控制系统和多媒体教学控制系统。此外，通过使用红外线和语音识别技术的加密手段，可以有效地对计算机系统或文件进行加密。
随着社会的发展和国民经济水平的提高，越来越多的PC进入了寻常百姓家、工业领域和学校教学领域。这项工作利用现有PC机的强大功能，结合红外控制技术和语音识别技术，实现对家用电器或工厂电器设备的灵活控制和生动活泼的多媒体教学手段。在不占用太多PC资源的情况下，尽可能利用PC资源，前端硬件系统最小化，成本最小化。此外，采用了无线控制技术和红外通信技术的完美结合，避免了单纯红外通信的空间限制和单纯无线通信与现有红外电气设备不兼容的影响，使系统控制更加灵活。此外，该系统还可以通过连接互联网实现对设备的远程控制。
1.利用红外接收电路识别各种红外遥控器通过PC机上的USB口发出的信号，然后对信号进行分析和存储，最后通过USB口输出到无线电接收和红外发射控制器，再现其红外控制信号，从而控制设备。如图1-1所示。在这个过程中，PC充当了学习遥控器的角色。与普通单片机开发的学习型遥控器相比，该方法可以避免增加硬件成本的优点。另外，PC强大的处理功能也是普通学习型遥控器无法企及的。
图1-1设备控制示意图
2.该作品的语音信号通过MIC输入，利用语音信号识别技术结合PC强大的处理功能，有效识别不同人的语音信号。语音信号经处理后转换成红外控制信号或其他有效信号，控制或输出PC应用软件控制设备。
3.系统配有PC专用遥控器(如图1-4)，可以用来控制PC软件层和外部设备，相当于一个学习型遥控器。使用这种特殊的红外遥控器，可以实现灵活的多媒体教学方法。如图1-3所示。
图1-3多媒体教学控制图1-4 PC专用遥控器
4、传统的键盘密码输入，木马可以很容易的记录下输入的按键信息，或者通过微型摄像头记录下你的按键信息。基于红外分析和语音识别技术的密码技术可以更方便有效地对系统和文件进行加密。
1.4国内外同类课题当前研究水平综述
中国、国家知识产权局、中国专利信息网提供的专利查询数据库中没有该产品注册的参考网站，中国专利信息网链接的国外搜索(如欧洲专利局、美国专利局)中也没有该产品的注册。
1，红外遥控技术比较成熟，学习遥控就是一个很好的例子。它对准学习型遥控器的接收器一个一个按键准确记录遥控器的波形，然后在施加时再现并发射波形，但受限于内存，存储的信号有限。经过专利检索，发现国内外也有红外遥控PC产品，日本筑地公司也在中国申请了电脑遥控专利。大多数产品使用RS232或PS2端口来控制PC，但没有基于USB接口控制家用电器的产品。
2.通过硬件实现的语音控制产品有很多，比如智能玩具机器狗，日本机器狗“艾博”，英国机器狗“威克”，都是基于语音控制的电子宠物，但是价格昂贵。目前，IBM、苹果、美国电话电报公司、NTT等著名公司都投入巨资进行语音识别系统的实用化开发和研究。主要产品是语音输入法，在设备控制上没有使用语音的灵活控制方式。
3.纯硬件实现的家居智能控制系统传统五花八门，大多采用红外和无线技术，但语音控制家居产品尚未出现。这些家居控制产品没有电脑接口，无法通过电脑实现家居管理。
4.传统的用户认证一般是通过键盘，如系统加密或文件加密。国内外还没有通过红外分析或语音识别实现计算机认证的方法。注册的专利是密码识别产品，一般是密码锁和通信密码认证技术。
1.5作业指导书
1.5.1硬件安装
将MIC插入PC的声卡，将红外接收器和无线电发射器(图1-5)插入PC的USB接口，将无线电接收器和红外发射器控制器(图1-6)安装在受控设备的方向，然后连接220V电源。当被控设备没有红外数据关联时，将被控设备的电源插头插入该模块，实现设备的电源控制。
图1-5红外接收器和无线电发射器
图1-6无线电接收和红外发射控制器
1.5.2软件使用
最低软件配置要求:内存64M，奔腾2处理器，WIN98/ME/2K/XP系统。
软件安装后，会出现如图1-7所示的控制窗口，进入设置栏。选择遥控器类型后，将被控设备的遥控器对准红外接收器和无线电发射器(图1-5)输入红外遥控信号，可以同时输入语音信号。操作完成后，就完成了红外信号和语音信号的输入，其他数据也可以按照这个方法进行选择。这项工作不仅可以控制电视、空调和热水器，还可以控制PC本身。此外，还可以定制其他电器设备。如图1-8所示，选择网络栏来控制远程设备。具体使用方法在软件帮助中有提示，操作非常简单。
1.6市场分析与预测
1.本作硬件成本低(200元以下)，USB设备支持热插拔，方便用户安装使用。软件系统连接微软Office工具，可以通过远程控制和语音控制电教系统和外围设备，如多媒体文档的演示和切换，灯光和声音的变换等。
2.配备电脑的家庭群体庞大，蕴含着巨大的商机。家庭用户可以使用该产品提供的娱乐控制功能，例如用遥控器或语音操作语音或视频播放器，用遥控器和语音控制游戏软件。当然，它的智能家电控制可以让用户体会到信息技术带来的便利。目前，随着网络的快速发展，除了PC以外，大部分便携设备都支持网络通信，利用网络远程控制电器设备将会受到大家的欢迎。
3.基于红外分析和语音识别的密码系统可以防止计算机内部信息被他人复制或更改，操作比传统的钥匙密码输入更容易。它可以大大提高个人和企业的信息和数据保密性的安全性和可靠性。