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リソースに制約のあるMCUに音声ユーザーインターフェースを実装する方法 (DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

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No. 1867 2024. 5. 21
リソースに制約のあるMCUに音声ユーザーインターフェースを実装する方法 (DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
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リソースに制約のあるMCUに音声ユーザーインターフェースを実装する方法 (DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
 「アプリケーションラボ」は、DigiKey社のご協力をいただいて、DigiKey社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。

 今回は、少ないリソースで音声認識を可能にするルネサスエレクトロニクス社の音声ユーザーインターフェースについて解説した記事をご紹介します。

リソースに制約のあるMCUに音声ユーザーインターフェースを実装する方法

 現在、スマートフォンやスマートスピーカーなどでは、音声による入力やコントロールが簡単に実現できます。他のシステムでも音声入力を利用したいという要求は多いと思いますが、堅牢で安全な音声ユーザーインターフェース(VUI)を実現するには、強力なハードウェアと高度なソフトウェアが必要です。そこで、低価格なマイコンでもVUIを可能にするために様々な工夫が考えられています。

 ルネサスエレクトロニクス社は、音素の原理に基づいたCyberon Dspotterと呼ばれるVUIソフトウェアパッケージを発表しました。

 Cyberon Dspotterは台湾の台北市に本社を置くCyberon社が開発したソフトウェアで、ルネサス社のArm Cortex-M4コアやM33コアを搭載したRAシリーズMCUで動作します。話し言葉のすべての単語は音素と呼ばれる言語音で構成されているので、音素を認識して単語に変換することで、少ないメモリと計算力でVUIを実現することができます。音素の数は日本語の場合は22、英語では44、イタリア語では32です。

 Cyberon Dspotterは音声認識に関する知識がなくても使用でき、最小限のリソースしか消費しないのでネットワークに接続する必要がありません。さらに、事前に音声データを収集する必要もなく、44以上の言語に対応しています。


DSpotterはCommandSetを選択しコマンドを生成する
 
 【アプリケーションラボ】では、音声認識の現状とVUIを構築する際の問題点、音素による自然言語認識の原理などについて解説した後、Cyberon Dspotterの基本原理やルネサス社のRA4ファミリとRA6ファミリMCUの仕様などを紹介しています。

 RA4ファミリMCUは、48MHzで動作するArm Cortex-M4コアと512KBのフラッシュメモリ、96KBのSRAMを搭載しています。そのほか、LCDコントローラ、静電容量式タッチセンシングユニット、Bluetooth LE、USB 2.0フルスピード、14ビットA/Dコンバータ、12ビットD/Aコンバータなどを搭載しています。

 RA6ファミリMCUは、200MHzで動作するArm Cortex-M33コアと1MBのフラッシュメモリ、256KBのSRAMを搭載しています。そのほか、CANバス、Ethernet、I2C、LINバス、静電容量式タッチセンシングユニット、その他多くのインターフェースと周辺モジュールを備えています。

 ルネサス社ではRA4ファミリ用とRA6ファミリ用の評価キットを用意し、MCUの機能を試すことができます。VUIの開発に必要なソフトウェアは、CyberonのWebサイトから入手することができます。

 ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。


RA4W1
RA4W1低電力32ビットマイクロコントローラ
【R7FA4W1AD2CNG#AA0】
単価:¥2,037(税込)


RA6M4
RA6M4高性能32ビットマイクロコントローラ
【R7FA6M4AF3CFM#AA0】
単価:¥2,134(税込)


RA4W1 MCUグループ
評価キット
RA4W1 MCUグループ評価キット
【RTK7EKA4W1S00000BJ】
単価:¥8,491(税込)


RA6M4 MCUグループ
評価キット
RA6M4 MCUグループ評価キット
【RTK7EKA6M4S00001BE】
単価:¥24,740(税込)

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