基于嵌入式系統(tǒng)的蒙古文掃描翻譯筆是以掃描識(shí)別為主要文字輸入方法的電子詞典。本文從硬件設(shè)計(jì)、蒙古文掃描識(shí)別技術(shù)研發(fā)和蒙古文電子詞典技術(shù)開(kāi)發(fā)等三個(gè)方面進(jìn)行了相關(guān)研究。在本項(xiàng)研究中,首先從需求分析、總體設(shè)計(jì)、硬件實(shí)現(xiàn)等方面詳細(xì)闡述了嵌入式蒙古文掃描翻譯筆的硬件平臺(tái)的搭建過(guò)程。嵌入式蒙古文掃描翻譯筆的硬件平臺(tái)集成了攝像頭、顯示屏、音頻模塊、鍵盤模塊和電源模塊,是一款具有快捷輕便特性和較強(qiáng)計(jì)算能力的嵌入式硬件系統(tǒng)。在此硬件平臺(tái)上,研究蒙古文掃描翻譯筆中的數(shù)字圖像處理過(guò)程和原理并實(shí)現(xiàn)了視頻拼接和文本切割算法。此外比較分析了幾種不同結(jié)構(gòu)的AlexNet的訓(xùn)練效果后,用改進(jìn)型AlexNet模型實(shí)現(xiàn)了蒙古文掃描識(shí)別系統(tǒng)。最后,在以《蒙古文辭典》、《蒙漢詞典》等詞典為基礎(chǔ)構(gòu)建的蒙古文電子詞典數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上,用B+樹(shù)索引設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了蒙古文電子詞典檢索系統(tǒng)。通過(guò)本項(xiàng)研究,實(shí)現(xiàn)了具備掃描識(shí)別、蒙古語(yǔ)釋義、漢語(yǔ)翻譯、單詞發(fā)音于一體的蒙古文電子掃描翻譯筆,還為嵌入式平臺(tái)上蒙古語(yǔ)語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音翻譯、語(yǔ)音合成等研究提供了硬件基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：H212
【部分圖文】：

11樹(shù)莓派ZEROW采用主頻為1GHz的ARM11為核心的BCM2835處理器，配備512MB內(nèi)存、802.11b/g/nWiFi無(wú)線網(wǎng)卡、CSI攝像頭接口和40PINGPIO接口①。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用的版本號(hào)為RaspberryPiZeroWRev1.1。（1）電源模塊：包括電源管理系統(tǒng)和電池，是系統(tǒng)的電能來(lái)源。電源需符合便攜式移動(dòng)設(shè)備的特點(diǎn)，既要輕便也要保障足夠的續(xù)航能力。本方案中用IP5306做電源管理芯片，本芯片不僅有多重電池保護(hù)、高電流充放電功能，待機(jī)功耗低等特性。（2）攝像頭模塊：用來(lái)獲取用戶的文本文檔的圖片序列采集設(shè)備。因蒙古文文本書(shū)寫長(zhǎng)短變化大，要求成像焦距要短，角度要廣。本方案采用了官方樹(shù)莓派ZEROW的CSI攝像頭。為了成像距離要求采用了1.8mm焦距的廣角鏡頭組。（3）e-Paper顯示屏模塊：屏幕是嵌入式系統(tǒng)重要的輸出設(shè)備，一般由驅(qū)動(dòng)板和屏幕組成。屏幕的尺寸也基本決定了設(shè)備的大小，因此選擇屏幕參數(shù)極為重要。作為一個(gè)蒙古文電子詞典，其詞條要突出顯示，釋義要清晰。本方案采用對(duì)人眼更為友好的2.9寸電子墨水屏（e-Paper），其分辨率為296128，能顯示紅白黑三色。（4）音頻模塊：為系統(tǒng)提供音頻輸入輸出，包括解碼器編碼器、揚(yáng)聲器和3.5mm音頻接口。在本方案中，由于樹(shù)莓派ZEROW并沒(méi)有音頻接口，所以采用了USB音頻解碼轉(zhuǎn)換方案。①https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-zero-w/圖2-2樹(shù)莓派ZEROWFigure2-2RaspberryPiZEROW

11樹(shù)莓派ZEROW采用主頻為1GHz的ARM11為核心的BCM2835處理器，配備512MB內(nèi)存、802.11b/g/nWiFi無(wú)線網(wǎng)卡、CSI攝像頭接口和40PINGPIO接口①。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用的版本號(hào)為RaspberryPiZeroWRev1.1。（1）電源模塊：包括電源管理系統(tǒng)和電池，是系統(tǒng)的電能來(lái)源。電源需符合便攜式移動(dòng)設(shè)備的特點(diǎn)，既要輕便也要保障足夠的續(xù)航能力。本方案中用IP5306做電源管理芯片，本芯片不僅有多重電池保護(hù)、高電流充放電功能，待機(jī)功耗低等特性。（2）攝像頭模塊：用來(lái)獲取用戶的文本文檔的圖片序列采集設(shè)備。因蒙古文文本書(shū)寫長(zhǎng)短變化大，要求成像焦距要短，角度要廣。本方案采用了官方樹(shù)莓派ZEROW的CSI攝像頭。為了成像距離要求采用了1.8mm焦距的廣角鏡頭組。（3）e-Paper顯示屏模塊：屏幕是嵌入式系統(tǒng)重要的輸出設(shè)備，一般由驅(qū)動(dòng)板和屏幕組成。屏幕的尺寸也基本決定了設(shè)備的大小，因此選擇屏幕參數(shù)極為重要。作為一個(gè)蒙古文電子詞典，其詞條要突出顯示，釋義要清晰。本方案采用對(duì)人眼更為友好的2.9寸電子墨水屏（e-Paper），其分辨率為296128，能顯示紅白黑三色。（4）音頻模塊：為系統(tǒng)提供音頻輸入輸出，包括解碼器編碼器、揚(yáng)聲器和3.5mm音頻接口。在本方案中，由于樹(shù)莓派ZEROW并沒(méi)有音頻接口，所以采用了USB音頻解碼轉(zhuǎn)換方案。①https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-zero-w/圖2-2樹(shù)莓派ZEROWFigure2-2RaspberryPiZEROW

12（5）鍵盤模塊：用來(lái)控制潛入系統(tǒng)的輸入設(shè)備，是人機(jī)交互的重要接口。本方案中有電源開(kāi)關(guān)按鍵、重置按鍵和識(shí)別按鍵等三個(gè)系統(tǒng)按鍵，和操作屏幕的方向鍵、確認(rèn)鍵和返回鍵。（6）存儲(chǔ)器：是嵌入系統(tǒng)的硬盤，用來(lái)存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用數(shù)據(jù)。本方案中采用32GB高速microSD存儲(chǔ)卡為系統(tǒng)存儲(chǔ)器。2.1.4軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)也是本系統(tǒng)的重要組成部分，承載著硬件控制、資源調(diào)度和識(shí)別計(jì)算的功能。蒙古文掃描翻譯筆軟件系統(tǒng)由嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件組成。操作系統(tǒng)是一種特殊的系統(tǒng)軟件，它管理著整個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件。操作系統(tǒng)不僅向應(yīng)用軟件提供了統(tǒng)一的接口，還通過(guò)特定的算法統(tǒng)籌安排整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件資源，讓計(jì)算機(jī)的資源利用率更高。本設(shè)計(jì)中采用了基于GNU規(guī)范的Debian操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)一般由內(nèi)核和驅(qū)動(dòng)程序兩部分組成。其中內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心，也是整個(gè)軟件系統(tǒng)的核心。內(nèi)核從抽象的層面提供了最基本的功能，通常代碼短小精練。驅(qū)動(dòng)程序是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必不可少的一類系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)程序打交道，而不會(huì)直接訪問(wèn)硬件，硬件的具體操作都是通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成的，是軟件的接口。本設(shè)計(jì)中的攝像頭、屏幕、聲卡等都是通過(guò)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)驅(qū)動(dòng)的。應(yīng)用程序是為了完成用戶特定任務(wù)的計(jì)算機(jī)程序，在操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上運(yùn)行，一般通過(guò)shell或圖形界面與用戶交互。應(yīng)用程序在獨(dú)立的進(jìn)程中運(yùn)行，擁有獨(dú)立的地址和空間。本圖2-3軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Figure2-3StructureofSoftwareSystem
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本文編號(hào)：2882031