라즈베리 파이로 신뢰할 수 있는 음성 인식 시스템 만들기 - 초보자 가이드

음성 비서와 음성 제어 홈 자동화 시스템이 일을 얼마나 쉽게 만드는지 부정할 수 없습니다. 아마도 큰 질문은: 음성 인식이 어떻게 작동하나요? 그리고 어떻게 직접 만들 수 있을까요? 음성 인식 시스템은 다양한 목적을 수행할 수 있습니다. 음성 명령을 기반으로 작업을 수행하거나 집을 제어할 수 있습니다. 음성 인식을 다루는 것이 까다로울 수 있지만, 저희가 쉽게 만들어 드리겠습니다. 이 기사에서는 라즈베리 파이 음성 인식 시스템을 만드는 방법을 배웁니다. 또한 음성 인식이 어떻게 작동하는지에 대한 통찰도 얻을 수 있습니다.

시작해 볼까요!

라즈베리 파이 음성 인식

라즈베리 파이

기술적 세부 사항으로 들어가기 전에, 이 라즈베리 파이 음성 인식 시스템이 무엇을 할 수 있을까요? 음성 인식 시스템은 음성 명령을 듣고 기반으로 작업을 수행합니다.

일반적으로 이러한 작업은 회로에 연결된 부하를 제어하는 것을 포함합니다. 하지만 회로를 원하는 작업을 수행하도록 맞춤 설정할 수 있습니다.

더 중요한 것은 라즈베리 파이가 다른 장치의 도움 없이 직접 음성 인식을 처리할 수 있다는 것입니다. 마이크를 연결하여 파이에 말하기만 하면 됩니다.

또한 이 시스템을 활성 상태로 유지하고 언제든지 명령을 내릴 수 있습니다.

음성 인식 작동 원리

우리가 장치에 말하고 그들이 반응하는 방식은 놀랍습니다. 하지만 컴퓨터는 인간 언어를 이해하지 못합니다.

우리가 말할 때 공기 중 진동을 만들어 에너지를 생성합니다. 그런 다음 우리가 말하는 마이크가 에너지를 전기 신호로 변환합니다.

그러나 우리는 아날로그 신호를 생성하는데, 컴퓨터는 이를 이해할 수 없습니다. 그래서 AC/DC 컨버터가 신호를 디지털로 변환합니다.

디지털화 후 복잡한 자연어 처리 시스템의 도움으로 신호를 필터링하고 노이즈를 제거합니다. 그 후 컴퓨터는 소리 신호에 대한 완벽한 응답을 생성합니다.

음성 인식 시스템 구축 방법

이 프로젝트에서는 구글의 Speech API를 사용하여 음성을 텍스트로 변환합니다. 그런 다음 Espeak가 이 라즈베리 파이 프로젝트에서 파이의 응답을 음성으로 변환합니다.

필요한 것들

이 프로젝트에 필요한 구성 요소 목록입니다.

• 라즈베리 파이
• 점퍼 와이어
• 릴레이
• USB 마이크
• 스피커

회로도

회로도

하드웨어 연결

스피커

이 회로의 하드웨어 설정은 몇 가지 연결만 포함합니다. 그리고 어떤 순서로든 연결할 수 있습니다.

먼저 USB 마이크를 파이의 USB 포트에 연결하세요. 그런 다음 3.5mm 잭 남성 커넥터로 스피커를 연결하세요. 또한 스피커는 마이크에서 생성된 전기 신호를 음파로 변환합니다. 이 과정에서 스피커에 Aux 옵션이 있는지 확인하세요.

또한 릴레이를 통해 전구를 연결할 수 있습니다. 그렇게 하면 릴레이를 파이 보드에 쉽게 연결할 수 있습니다. 회로도를 따라 릴레이와 전구를 연결하는 방법을 확인하세요.

마지막으로 USB 케이블로 파이에 전원을 공급하면 하드웨어 설정이 완료됩니다.

소프트웨어 설정

하드웨어 단계가 완료되었으니 소프트웨어로 진행하세요. 라즈베리 파이가 음성 명령을 수신하도록 설정하는 방법은 다음과 같습니다.

1단계: 마이크 연결

USB 마이크

USB 마이크는 AC/DC 변환을 처리하고 내장 증폭기를 갖추고 있습니다. 따라서 외부 회로나 증폭기 없이 파이에 직접 연결할 수 있습니다.

이제 마이크가 작동하는지 확인해야 합니다. 쉽게 수행하는 방법은 다음과 같습니다:

• 먼저 LX터미널을 열고 다음 코드를 입력하세요:

• 그런 다음 나타나는 대화 상자에서 화살표 키를 사용하여 연결된 마이크를 선택하세요.

참고: "USB PnP Sound Device"와 같이 다른 이름일 수 있습니다.

• 그 후 F6을 눌러 마이크의 녹음 볼륨을 설정하세요. 이 작업에도 화살표 키를 사용해야 합니다.

• 다음으로 다음 코드로 마이크를 테스트하세요:

이 코드는 녹음을 시작하고 test.wav로 저장합니다.

• 또한 다음 명령을 입력하여 테스트 녹음을 재생하세요:

마이크가 제대로 작동하는지 확인하는 간단한 테스트입니다. 대화 상자에서 마이크가 보이지 않으면 연결을 확인하세요. 마이크가 대화 상자에 있지만 소리가 이상하거나 잘못되었다면 연결을 확인하거나 하드웨어를 교체하세요.

2단계: 음성 인식 라이브러리 설치

코딩의 스트레스를 덜어줄 라이브러리가 필요합니다. 필요한 라이브러리는 Espeak 라이브러리와 음성 인식 라이브러리입니다. 또한 PYAudio 라이브러리가 필요합니다.

다음 코드를 실행하여 라이브러리를 다운로드하세요:

다음 코드로 Espeak 라이브러리를 테스트하세요. 작동하면 테스트 단어를 들을 수 있습니다.

참고: 작동하지 않거나 오류 메시지가 나타나면 올바른 코드를 사용했는지 확인하고 다시 설치해 보세요.

3단계: 라즈베리 파이 음성 프로그램 코딩

이 프로젝트에 필요한 전체 코드는 다음과 같습니다:

라즈베리 파이 음성 프로그램 코드

참고: 오류를 피하기 위해 코드를 올바르게 입력하세요.

회로가 음성 명령을 통해 AC 부하를 제어하는 방식

음성 인식 작업

라즈베리 파이는 유휴 상태일 때도 코드를 활성화하는 키워드를 항상 기다립니다. 따라서 "Hello"인 키워드를 말하면 코드가 시작됩니다.

또한 코드는 AC 부하(전구)를 켜거나 끄는 명령을 수행합니다. 그런 다음 파이가 작업을 완료하면 스피커를 통해 응답합니다. 이후 파이는 유휴 상태로 돌아가 다음 명령을 기다립니다.

흥미롭게도 코드를 수정하여 다른 형태의 AC 부하를 제어하고 다른 작업을 수행할 수 있습니다. 또한 코드를 활성화하는 다른 트리거를 선택할 수 있습니다.

요약

알렉사 음성 제어 시스템

이 음성 제어 시스템은 알렉사나 구글 음성 비서만큼 훌륭하지는 않지만, 집에 음성 제어 프로젝트를 추가하는 좋은 방법입니다.

또한 집의 일부 장치를 제어하고 회로에서 오디오 피드백을 들을 수 있습니다. 가장 좋은 점은 몇 가지 연결과 코딩만으로 라즈베리 파이 음성 제어 시스템을 구축할 수 있다는 것입니다.

이 프로젝트에 대해 어떻게 생각하시나요? 직접 만들어 보고 싶으신가요? 질문이 있으시면 주저하지 말고 문의해 주세요.