在人工智能與物聯網技術深度融合的今天，離線語音識別技術憑借其隱私安全、即時響應等優勢，正在智能家居、工業控制等領域快速普及。廣州唯創電子推出的WTK6900系列語音識別芯片，憑借其創新的離線命令詞自學習功能，為用戶提供了靈活高效的語音交互解決方案。本文將深入解析這一核心技術的工作原理及操作流程。

一、智能自學習功能概述

WTK6900系列芯片支持多模態學習方式，用戶可通過物理按鍵、串口指令、語音命令或專用APP啟動學習流程。其核心技術突破在于：

全離線運行：所有學習過程均在本地完成，無需網絡傳輸

動態模板管理：可存儲100+個自定義語音模板

自適應算法：支持0.5-3秒語音指令，識別準確率≥95%

二、喚醒詞學習全流程

啟動學習模式
在默認喚醒狀態（"智能管家"）下，清晰說出"學習喚醒詞"指令，芯片將播放提示音進入教學模式。

三次語音采樣
根據語音提示，在安靜環境中用自然語調重復新喚醒詞三次。系統通過以下技術處理：

時頻分析：提取MFCC特征參數

動態時間規整：消除語速差異

高斯混合建模：建立聲學特征模板

模板存儲與驗證
學習成功后芯片自動播放確認音，新建模板存入FLASH的專用存儲區（占用約8KB空間）。此時新喚醒詞即生效，原廠喚醒詞仍保留作為備用。

三、命令詞學習進階應用

批量學習模式
說出"學習命令詞"進入連續學習狀態，系統支持單次學習5-20個指令詞（視存儲空間而定）。每個詞學習流程包含：

聲紋降噪處理：自動過濾環境底噪

端點檢測：精準識別語音起止點

特征壓縮：采用PCA算法降低數據維度

中斷續學機制
長按物理按鍵3秒可隨時退出學習，已成功學習的命令詞自動加密存儲。下次進入學習模式時，系統智能跳過已存詞條，實現斷點續學。

多場景適配
支持方言自適應學習，通過調節以下參數提升識別率：

相似度閾值：默認為0.75，可設0.6-0.9

響應延時：50-1000ms可調

拒識靈敏度：過濾非目標語音

四、核心技術原理

該芯片采用混合識別架構：

前端處理
通過16kHz采樣率獲取語音信號，經預加重、分幀、加窗處理，提取包含12維MFCC+能量+差分參數的39維特征向量。

模板匹配
應用改進型DTW算法，計算公式為：

復制

D(i,j) = d(i,j) + min{D(i-1,j), D(i,j-1), D(i-1,j-1)}

其中d(i,j)表示測試模板第i幀與參考模板第j幀的歐氏距離。

決策機制
設置雙重判別條件：

最近鄰得分 > 閾值θ1

次優得分差 > 閾值θ2
滿足條件則觸發對應指令，否則進入拒識狀態。

五、典型應用場景

智能家居控制
自定義"打開星空燈"、"調至影院模式"等場景指令，實現0.3秒內響應

工業設備操控
在嘈雜車間環境下（信噪比≥15dB），可靠識別設備啟停指令

無障礙交互
支持語速0.5-3倍正常范圍，適配不同用戶群體

六、注意事項

學習環境建議背景噪聲＜45dB

避免設置過近發音的喚醒詞（如"開門"與"開燈"）

定期通過#04指令進行模板優化維護

存儲滿時自動觸發LRU替換算法

WTK6900系列通過創新的本地化學習架構，在保證用戶隱私的前提下，實現了媲美在線方案的識別性能。其模塊化設計支持二次開發，開發者可通過UART接口靈活配置200+個控制參數，為各類智能設備賦予"能聽會說"的交互能力。隨著邊緣計算技術的進步，這類離線語音方案正在開啟人機交互的新紀元。