ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG TẠO TIẾNG NÓI TIẾNG VIỆT TỪ VĂN BẢN TRÊN KIT MINI2440

Các nhiệm vụ cụ thể của ĐATN  Tìm hiểu lý thuyết  Tìm hiểu lý thuyết về hệ thống nhúng  Tìm hiểu về Kit phát triển Mini2440  Tìm hiểu về hệ điều hành Android  Phân tích yêu cầu của

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

──────── * ───────

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI

ỨNG DỤNG TẠO TIẾNG NÓI TIẾNG VIỆT TỪ VĂN

BẢN TRÊN KIT MINI2440

Giáo viên hướng dẫn:

ThS Dư Thanh Bình

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Trung Dũng 20070583 KTMT - K52

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Thông tin về sinh viên

Họ và tên sinh viên: Phí Tùng Lâm MSSV:20071670

Điện thoại liên lạc : 0975253758 Email: king_lam_2110@yahoo.com Lớp: KTMTK52 Hệ đào tạo: Đại học

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trung Dũng MSSV:20070583

Điện thoại liên lạc : 01682699970 Email: nguyendung_9002@yahoo.com Lớp: KTMTK52 Hệ đào tạo: Đại học

Thời gian làm ĐATN: Từ ngày 21/02 /2012 đến 01/06 /2012

2 Mục đích nội dung của ĐATN

Xây dựng ứng dụng chuyển chữ viết thành tiếng nói trên KIT phát triển

Mini2440

3 Các nhiệm vụ cụ thể của ĐATN

 Tìm hiểu lý thuyết

 Tìm hiểu lý thuyết về hệ thống nhúng

 Tìm hiểu về Kit phát triển Mini2440

 Tìm hiểu về hệ điều hành Android

 Phân tích yêu cầu của đề tài

 Thiết kế và cài đặt ứng dụng

 Kiểm thử

4 Lời cam đoan của sinh viên:

Chúng tôi - Phí Tùng Lâm - NguyễnTrung Dũng - cam kết ĐATN là công trình nghiên cứu của bản thân chúng tôi dưới sự hướng dẫn của ThS Dư Thanh Bình

Các kết quả nêu trong ĐATN là trung thực, không phải là sao chép toàn văn của bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày 01 tháng 06 năm 2012 Tác giả ĐATN

5 Xác nhận của giáo viên hướng dẫn về mức độ hoàn thành của ĐATN và cho

phép bảo vệ:………

………

………

………

………

Hà Nội, ngày tháng năm Giáo viên hướng dẫn

Ths Dư Thanh Bình

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm gần đây, sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật nói chung và công nghệ thông tin nói riêng đã tác động tới mọi mặt của đời sống xã hội, kinh tế, chính trị Sự hiện diện của những ứng dụng tin học đã góp phần giải quyết những khó khăn do việc thiếu thông tin cũng như nâng cao năng suất lao động, góp phần tạo ra một lượng lớn của cải vật chất và thúc đẩy sự phát triển của xã hội

Gần đây, hệ điều hành Android đang dành được nhiều sự quan tâm nghiên cứu và thử nghiệm Trong đó thiết kế hệ thống nhúng cũng là một lĩnh vực rộng lớn mà Android có thể khai thác

Trong quá trình thực tập tại viện CNTT em được giới thiệu một đề tài rất thú vị là hệ thống TTS, hệ thống có rất nhiều ứng dụng như đọc báo online, đọc tiếng việt cho người nước ngoài,… hệ thống này rất phát triển với các ngôn ngữ khác nhưng chưa thực sự phát triển với tiếng Việt Từ thực tế đó em nảy ra ý tưởng viết một hệ thống TTS tiếng việt trên hệ thống nhúng sử dụng hệ điều hành Android

Với đề tài “ứng dụng tạo tiếng nói tiếng việt từ văn bản trên kit mini2440” em cũng đã

đạt được một số kết quả nhất định Đó sẽ là hành trang giúp em rất nhiều trong thời gian học tập và làm việc sau này

Để có thể hoàn thành được đồ án là nhờ sự giúp đỡ to lớn của các thầy cô giáo trong

trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung và các thầy cô trong khoa Công nghệ Thông tin, bộ môn Kĩ Thuật Máy Tính nói riêng Các thầy cô đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho

em những kiến thức, những kinh nghiệm quý báu trong suốt 5 năm học tập và rèn luyện tại

trường Xin được gửi tới các thầy, các cô lời cảm ơn chân thành nhất đặc biệt đến thầy Dư

Thanh Bình - Giảng viên bộ môn Kĩ Thuật Máy Tính , khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã hết lòng giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo tận tình trong quá

trình em làm đồ án tốt nghiệp

Em cũng xin cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của anh Vũ Tất Thắng và các thành viên của

phòng tiếng nói và hình ảnh viện CNTT trong quá trình xây dựng phần mềm

Cuối cùng, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã động viên,

chăm sóc, đóng góp ý kiến và giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành

đồ án tốt nghiệp

Hà Nội, tháng 5 năm 2012 Sinh viên

Mục lục

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 8

1.1 Nhiệm vụ của đồ án 8

1.2 Môi trường thực hiện đồ án 8

1.3 Bố cục đồ án 8

CHƯƠNG II: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIẢI PHÁP 9

2.1 Nhu cầu thực tế 9

2.2 Phạm vi và nhiệm vụ 10

CHƯƠNG III: NỀN TẢNG CÓ SẴN 11

3.1 Hệ thống nhúng 11

3.2 Giới thiệu về Android 12

3.2.1 Lịch sử Android 12

3.2.2 Tính năng mở của hệ điều hành Android 13

3.2.3 DEVING và máy ảo DALVIK 13

3.2.4 Kiến trúc Android 14

3.2.5 Các thành phần của một Project Android 16

3.2.6 Chu kì của một ứng dụng Android 16

3.2.7 Các thành phần giao diện của Andorid 19

3.3 Giới thiệu về KIT Mini2440 22

3.3.1 Cấu hình kỹ thuật 22

3.3.2 Các chú ý về cổng giao tiếp 23

3.3.3 Nguồn hỗ trợ 25

3.3.4 Mạch khởi động lại hệ thống (System Reset) 26

3.3.5 LEDs 26

3.3.6 Nút Bấm 26

3.3.7 A/D input test 27

3.3.8 Speaker 27

3.3.9 Serial Port 28

3.3.10 Nối tiếp USB 28

3.3.11 LCD interface 29

3.3.12 EEPROM 29

3.3.13 Network Interface 30

CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG 31

4.1 Mô hình hệ thống 31

4.2 Cài đặt trên KIT 32

4.2.1 Sửa nhân mini2440 cho màn hình X35 Sony 32

4.2.2 Dịch nhân android 34

4.2.3 Dịch file system 36

4.2.4 Cài đặt Android cho mini2440 37

4.3 Giao diện chương trình 38

4.3.1 Thiết kế giao diện chương trình 38

4.3.2 Giao diện chi tiết 40

4.4 Làm bộ gõ tiếng việt với Android 43

4.4.1 Cấu tạo chung của tiếng việt 43

4.4.2 Các kiểu gõ tiếng việt 45

4.4.3 Thuật toán để lập trình bộ gõ 47

4.5 Giao tiếp với server Isolar 51

4.5.1 Gửi yêu cầu đến server 51

4.5.2 Stream file âm thanh 52

4.6 Chia sẻ mạng của Ubuntu qua dây Ethernet 53

4.6.1 Mô hình hoạt động 54

4.6.2 Cấu hình NAT 54

4.6.3 Cấu hình routing 55

4.6.4 Cấu hình bên máy nhận(mini2440) 55

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN 57

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

Mục lục các hình

Hình 1 - Kiến trúc Android 14

Hình 2 - Activity Stack 17

Hình 3 - chu kì sống của một Activity 18

Hình 4 - Sử dụng Linear Layout 20

Hình 5 - bố trí các widget trong Frame Layout 20

Hình 6 - bố trí các widget trong Table Layout 21

Hình 7 - Kit Mini2440 23

Hình 8 - Kết nối SDRAM 24

Hình 9 - kết nối NAND, NOR Flash 25

Hình 10 - sơ đồ nguồn 25

Hình 11 - mạch reset 26

Hình 12 - Vị trí và kết nối nút bấm 27

Hình 13 - ADC input 27

Hình 14 - Kết nối loa ngoài 27

Hình 15 - Kết nối cổng nối tiếp 28

Hình 16 - Nối tiếp USB 28

Hình 17 - Giao tiếp LCD 29

Hình 18 – EEPROM 29

Hình 19 - Giao diện mạng 30

Hình 20 - Mô hình hệ thống 31

Hình 21 - Biên dịch chéo gcc 34

Hình 22 - menuconfig 35

Hình 23 - tạo zImage 35

Hình 24 - dịch root file 36

Hình 25 - giao diện dnw 37

Hình 26 - kết quả dịch nhân 37

Hình 27 - Biểu đồ giao diện 38

Hình 28 - mô hình phần nhập văn bản 39

Hình 29 - mô hình phần chạy tệp âm thanh 40

Hình 30 - giao diện chung 40

Hình 31 - thanh điều khiển nhập text 41

Hình 32 - màn hình nhập văn bản 41

Hình 33 - bàn phím ảo 42

Hình 34 - Tuỳ chỉnh của chương trình 42

Hình 35 – danh sách tập tin âm thanh 43

Hình 36 - thanh điều khiển phát âm thanh 43

Hình 37 - lưu đồ xử lý tiếng việt 51

Hình 38 - Mô hình kết nối xử lý tiếng nói 52

Hình 39 - Mô hình hệ thống chương trình 53

Hình 40 - chia sẻ mạng qua dây erthenet 54

Hình 41 - kết quả chia sẻ mạng 56

CHƯƠNG I

MỞ ĐẦU

1.1 Nhiệm vụ của đồ án

Đồ án nhằm mục đích xây dựng một ứng dụng chuyển văn bản chữ viết tiếng việt thành tiếng nói (Text to Speech) trên một thiết bị nhúng là KIT phát triển Mini2440

1.2 Môi trường thực hiện đồ án

Đồ án thực hiện tại Viện công nghệ thông tin Việt Nam - số 18 Hoàng Quốc Việt - Hà Nội

1.3 Bố cục đồ án

Đồ án gồm năm phần chính:

 Phần một là cái nhìn tổng quan về đồ án

 Phần hai là vấn đề và cách giải quyết vấn đề: bài toán TTS trong thực tế

là gì, các vấn đề gặp phải , và đề ra hướng giải quyết

 Phần hai là các nền tảng sẵn có

 Phần bốn là quá trình thực hiện và kết quả, phần đã thực hiện được và chưa thực hiện được

 Phần năm là các kết luận, ưu nhược điểm và hướng phát triển của vấn đề

CHƯƠNG II ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIẢI PHÁP

2.1 Nhu cầu thực tế

Hiện nay trên thế giới, vấn đề sử dụng phần mềm về âm thanh không còn là

quá mới mẻ, tuy nhiên do đặc thù các ngôn ngữ là khác nhau nên không có một

mô hình chung cho việc xử lý cho tất cả các ngôn ngữ Trên thực tế chúng ta chưa có mô hình xử lý tiếng nói tiếng việt ở mức chung cho tất cả cùng sử dụng

dù sử dụng tiếng nói tiếng việt là một nhu cầu không hề nhỏ Tương tự như Tiếng Anh, viện CNTT đã xây dựng được phần mềm chuyên biệt về TTS đối với tiếng việt, hiện tại đã có một server TTS đang hoạt động Vậy sử dụng hệ thống đó như thế nào

Chúng em lựa chọn xây dựng một ứng dụng như một hệ thống ứng dụng thử nghiệm cho hệ thống TTS trên, mở rộng cho các ứng dụng TTS sau này Hệ thống cho phép phát tiếng nói từ đoạn văn bản tiếng việt nhập vào Hệ thống này xuất phát từ một nhu cầu thực tế là cần tạo ra một thiết bị cầm tay có khả năng phát ra tiếng nói dựa trên đoạn văn bản nhập vào, có tác dụng trong rất nhiều lĩnh vực:

 Người nước ngoài, việt kiều có nhu cầu nghe và học tiếng việt

 Các bệnh nhân bị chấn thương, bệnh tật ảnh hưởng đến chức năng nói

có thể dễ dàng giao tiếp

 Đọc tin nhắn, đọc báo Online trên các thiết bị di động

Từ thực tế đó cho thấy cần xây dựng hệ thống trên một thiết bị cầm tay, có thể cài đặt phần mềm TTS lên đó, có khả năng kết nối mạng để có thể sử dụng server TTS Có thể xây dựng hệ thống trên các điện thoại smart phone hiện đang rất phổ biến trên thị trường hoặc các thiết bị xách tay khác như máy tính bảng, laptop ,… đều sử dụng được, trong quá trình thực tập chúng em đã chọn

hệ điều hành nhúng Android, và sử dụng KIT phát triển Mini2440 để làm phần cứng cơ bản cho thiết bị cầm tay

Mặc dù xây dựng trên phần cứng của Mini2440 nhưng ứng dụng hoàn toàn

có thể cài đặt trên bất cứ thiết bị nào có sử dụng hệ điều hành Android, đó là một lĩnh vực rộng lớn tại thực tế môi trường tại Việt Nam

2.2 Phạm vi và nhiệm vụ

Các nhu cầu cần có của đề tài:

 Nghiên cứu Kit Mini2440

 Nghiên cứu hệ điều hành Android và cách cài đặt sử dụng Android trên Mini2440

 Cách xây dựng phần mềm trên android

 Xây dựng ứng dụng thực tế TTS trên hệ thống trên

Các nhiệm vụ cần thực hiện:

 Xây dựng kết nối từ KIT Mini2440 đến server TTS

 Xây dựng hệ thống phát tiếng nói trên Mini2440

 Xây dựng hệ thống nhập liệu tiếng việt cho Android

CHƯƠNG III NỀN TẢNG CÓ SẴN

3.1 Hệ thống nhúng

Hệ thống nhúng là một hệ thống hoàn chỉnh được sử dụng cho một thiết bị, bao gồm Linux kernel và các ứng dụng kèm theo (kết hợp này gọi là

một distribution) Cụm từ “nhúng”(embedded) thường được đề cập trong nhân

nhưng thật chất không có một phiên bản nhân Linux nào dành riêng cho hệ thống nhúng Mã nguồn nhân Linux được sử dụng chung để biên dịch cho mọi thiết bị, từ các thiết bị nhúng, đến máy PC và cả các server lớn, đối với mỗi nền tảng sẽ có những hiệu chỉnh phù hợp và đặc biệt dành cho nền tảng đó

Các hệ thống nhúng Linux có thể mua được từ các nhà sản xuất (Monta Vista, Wind River System ), các distribution này đã được phát triển hoàn

chỉnh có thể cài đặt như cài đặt một hệ điều hành cho một máy PC thông thường, đi kèm với distribution là các công cụ phát triển (toolchain, debugger, project management software và image builder ) Tuy nhiên, việc xây dựng một hệ thống nhúng từ các phần từ rời rạc ban đầu sẽ giúp chúng ta có sự thấu hiểu sâu về hoạt động của hệ thống cũng như không phải tốn chi phí chi trả cho nhà cung cấp Các thành phần cấu tạo nên hệ thống nhúng bao gồm boot loader, nhân Linux, các ứng dụng Tất cả các thành phần này đều có thể tìm thấy phiên bản mã nguồn mở và chúng ta có thể tự mình chỉnh sửa, thay đổi cho phù hợp với thiết bị của mình

Hệ thống nhúng không thể chạy trên các processor có kiến trúc nhỏ hơn 32-bit Tuy nhiên trong thời gian gần đây, công nghệ system-on-chip (SOC) phát triển mạnh, dẫn đến việc hạ giá thành sản xuất các microprocessor, đồng thời bộ nhớ RAM và flash cũng rẻ và có dung lượng lớn hơn tạo nên thuận lợi cho việc chuyển sang phát triển hệ thống nhúng Các hệ thống nhúng ngày nay bên cạnh các chức năng cần thiết còn có thể hỗ trợ thêm các chức năng phụ (web server, firewall, nghe nhạc ) thông qua hệ thống nhúng

Việc sử dụng Hệ thống nhúng cho hệ thống nhúng còn giúp giảm thời gian thiết kế và phát triển, do bản thân Linux kernel được thiết kế theo module Chúng ta có thể dễ dàng tìm được nhiều module có sẵn và hiệu quả như TCP/IP stack, X-server cho ứng dụng GUI, hoặc có thể tìm thấy driver cho thiết bị nhúng của mình đã được viết sẵn trong nhân

Một điểm mạnh khác của hệ thống nhúng là mã nguồn mở, điều này cho phép người thiết kế can thiệp sâu hơn vào các dịch vụ và module mà hệ điều hành cung cấp Người thiết kế có thể hiểu rõ hơn về những hàm mà họ gọi và thậm chí có thể thay đổi, tối ưu các hàm này cho thiết bị mình sử dụng Người thiết kế còn có thể dựa vào các module driver có sẵn để tham khảo cho các driver sắp viết Tính mã nguồn mở còn giúp code hỗ trợ bởi nhân có tính tin cậy cao, trước khi được đưa vào cây mã nguồn(kernel source tree), code này đã được thử nghiệm rất nhiều trong cộng đồng và thậm chí nếu có lỗi xảy ra cũng

sẽ có phần sửa thay thế trong thời gian ngắn

Tính sẵn sàng của hệ thống nhúng là rất cao Ít có hệ điều hành nào hỗ trợ được nhiều nền tảng và thiết bị như Linux Ngoài hỗ trợ phần cứng Linux còn

hỗ trợ các giao thức tiêu chuẩn (wifi, bluetooth, )

Tất cả những điều trên cho chúng ta thấy tính năng hiệu quả của hệ thống nhúng và cũng những điểm mạnh đó làm cho xu hướng phát triển hệ thống nhúng ngày càng trở nên quan trọng, càng nhiều công ty đầu tư vào lĩnh vực này và càng nhiều người yêu thích hệ thống nhúng hơn

3.2 Giới thiệu về Android

3.2.1 Lịch sử Android

Ban đầu Android là hệ điều hành dựa trên lõi Linux cho các thiết bị cầm tay của công ty Android Inc thiết kế Vào 2005, Google mua lại công ty này và bắt đầu xây dựng Android Platform Những nhà đồng sáng lập của Android chuyển sang làm việc tại Google gồm có Andy Rubin (đồng sáng lập công ty Danger), Rich Miner (đồng sáng lập công ty Wildfire Communications), Nick Sears (từng là phó chủ tịch của T-Mobile), và Chris White (trưởng nhóm thiết kế và phát triển giao diện tại WebTV) Và sau đó vào năm 2007 thuộc về liên minh các thiết bị cầm tay (Open Handset Alliance), mục tiêu của liên minh này là nhanh chóng đổi mới để đáp ứng tốt cho nhu cầu người tiêu dùng, kết quả đầu tiên của nó chính là nền tảng Android Android được sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu của các nhà sản xuất, các nhà khai thác và các lập trình viên cho thiết bị cầm tay

Phiên bản đầu tiên được ra đời vào tháng 11 năm 2007, hãng T –mobile công

bố chiếc điện thoại Android đầu tiên đó là T-mobile G1, vài ngày sau Google lại công bố phiên bản Android SDK release Candidate 1.0 Trong tháng 10/2008