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目 錄 摘 要... 1 目 錄... 3 圖 目 錄... 4 第 一 章 緒 論... 6 1.1 研 究 動 機 與 目 的... 6 第 二 章 系 統 相 關 描 述... 7 2.1 何 謂 語 音 辨 識... 7 2.2 語 音 處 理 的 幾 個 技 術... 7 2.3 語 音 辨 識 的 困 難... 8 2.4 將 語 音 分 成 序 列 的 音 框... 8 2.5 中 國 象 棋 的 原 理... 9 2.5-1 棋 譜 記 錄 方 式... 10 2.5-2 旗 子 步 法... 13 第 三 章 系 統 相 關 描 述... 18 3.1 使 用 者 流 程 圖... 18 3.2 使 用 者 介 面 介 紹... 19 3.3 使 用 操 作 流 程... 20 第 四 章 介 面 操 作... 23 4.1 使 用 者 介 面 介 紹... 24 4.2 使 用 者 介 面 操 作 流 程... 25 第 五 章 結 論... 45 第 六 章 參 考 文 獻... 46 3

圖 目 錄 圖 2.4.1 序 列 的 音 框... 9 圖 2.5.1.1 棋 譜 記 錄 方 式 - 移 動 前... 10 圖 2.5.1.2 棋 譜 記 錄 方 式 - 移 動 後... 11 圖 2.5.1.3 棋 譜 記 錄 方 式 - 相 同 旗 子 在 同 一 線 上... 11 圖 2.5.1.4 特 殊 情 形 移 動 後... 12 圖 2.5.2.1 將 與 帥... 13 圖 2.5.2.2 士 與 仕... 14 圖 2.5.2.3 象 與 相... 14 圖 2.5.2.4 馬 與 瑪... 15 圖 2.5.2.5 車 與 俥... 15 圖 2.5.2.6 包 與 炮 移 動... 16 圖 2.5.2.7 包 與 炮 吃 子... 16 圖 2.5.2.8 卒 與 兵... 17 圖 3.1.1 流 程 圖... 18 圖 3.2.1 介 面 介 紹... 19 圖 3.3.1 操 作 步 驟 一... 20 圖 3.3.2 操 作 步 驟 二... 20 圖 3.3.3 操 作 步 驟 三... 21 圖 3.3.4 操 作 步 驟 四... 21 圖 3.3.5 操 作 步 驟 五... 22 圖 3.3.6 操 作 步 驟 六... 22 圖 4.2.1 專 題 製 作... 24 圖 4.2.2 棋 盤 程 式... 25 圖 4.2.3 九 宮... 25 圖 4.2.4 將 與 帥 規 則 程 式... 26 4

圖 4.2.5 士 與 仕 規 則 程 式... 26 圖 4.2.6 象 與 相 規 則 程 式... 27 圖 4.2.7 馬 與 瑪 規 則 程 式... 27 圖 4.2.8 車 與 俥 規 則 程 式... 28 圖 4.2.9 卒 規 則 程 式... 29 圖 4.2.10 兵 規 則 程 式... 29 圖 4.2.11 包 與 炮 行 規 則 程 式... 30 圖 4.2.12 包 與 炮 吃 規 則 程 式... 30 圖 4.2.13 記 錄 棋 步... 31 圖 4.2.14 記 錄 棋 步 程 式... 32 圖 4.2.15 錄 音 程 式... 34 圖 4.2.16 將 與 帥 轉 換 程 式... 36 圖 4.2.17 士 與 仕 轉 換 程 式... 37 圖 4.2.18 相 與 象 轉 換 程 式... 38 圖 4.2.19 馬 與 瑪 轉 換 程 式... 39 圖 4.2.20 車 與 俥 轉 換 程 式... 41 圖 4.2.21 包 與 炮 轉 換 程 式... 42 圖 4.2.22 兵 轉 換 程 式... 43 圖 4.2.23 卒 轉 換 程 式... 44 5

第 一 章 緒 論 1.1 研 究 動 機 與 目 的 此 專 題 研 究 方 法 就 是 將 益 智 遊 戲 與 語 音 辨 識 來 作 結 合, 來 達 到 另 外 一 種 遊 戲 操 作 方 式, 目 的 是 可 以 讓 小 朋 友 老 年 人 或 者 身 障 者 玩 遊 戲, 並 在 遊 戲 中 學 習 技 巧, 達 到 做 中 學 的 效 果 而 此 專 題 選 擇 的 遊 戲 是 傳 統 中 國 象 棋, 因 為 棋 類 的 兩 人 對 弈 上 就 屬 中 國 象 棋 最 為 華 人 所 熟 悉, 而 其 中 以 軍 棋 較 為 讓 大 眾 接 受 而 加 入 語 音 系 統 的 目 的 在 於, 此 遊 戲 可 以 讓 平 常 一 些 對 於 不 熟 悉 操 控 電 腦 的 老 年 人 可 以 用 唸 出 指 定 的 棋 子 並 唸 出 座 標 方 位 即 可 輕 鬆 移 動 棋 子 來 取 代 滑 鼠 操 控, 提 升 老 年 人 對 電 腦 的 興 趣, 而 身 障 者 即 使 對 電 腦 滑 鼠 或 者 鍵 盤 操 作 上 有 困 難, 也 能 輕 鬆 的 使 用 語 音 遊 玩 此 遊 戲 未 來 我 們 更 可 以 使 用 語 音 系 統 跟 更 多 的 遊 戲 上 作 為 結 合, 例 如 : 五 子 棋 黑 白 棋 跳 棋... 等 棋 類 遊 戲 或 者 牌 類 遊 戲 例 如 : 接 龍 也 是 可 行 的 6

第 二 章 系 統 相 關 描 述 2.1 何 謂 語 音 辨 識 語 音 辨 識 最 主 要 的 目 的 是 希 望 電 腦 聽 懂 人 類 說 話 的 聲 音, 進 而 命 令 電 腦 執 行 相 對 應 的 工 作 當 聲 音 藉 由 類 比 到 數 位 的 轉 換 裝 置 輸 入 電 腦 內 部, 並 以 數 值 方 式 儲 存 後, 語 音 辨 識 程 式 便 開 始 已 事 先 儲 存 好 的 聲 音 樣 本 與 輸 入 的 測 試 聲 音 樣 本 進 行 比 對 工 作 比 對 完 成 後 點 腦 集 輸 入 一 個 它 認 為 最 像 的 聲 音 樣 本 序 號, 我 們 就 可 以 知 道 使 用 者 剛 剛 唸 進 去 的 聲 音 代 表 何 意, 進 而 命 令 電 腦 做 事 2.2 語 音 處 理 的 幾 個 技 術 A. 語 音 編 碼 : 聲 音 訊 號 原 本 是 在 空 氣 中 傳 播 的 聲 波, 經 過 麥 克 風 這 類 的 轉 換 器, 將 空 氣 中 的 聲 波 訊 號 轉 變 為 電 的 訊 號, 如 電 流 或 電 壓 的 訊 號, 再 經 過 一 個 類 比 訊 到 數 位 的 轉 換 器, 變 成 數 位 的 表 達 方 式 在 每 一 個 取 樣 時 間, 將 當 時 波 形 的 振 幅 轉 換 為 一 個 數 位 化 的 數 值 來 表 示, 因 此 沿 著 取 樣 時 間 的 數 位 化 數 值, 描 述 了 聲 音 訊 號 的 波 形 B. 語 音 合 成 : 將 一 些 事 先 錄 好 的 詞 串 接 起 來, 例 如 火 車 每 站 廣 播 的 訊 息, 這 發 音 系 統 是 在 已 經 設 定 好 的 語 句 中 插 入 地 名, 而 語 句 及 地 名 是 事 先 錄 好 的, 廣 播 時 把 這 些 語 音 串 接 起 來 就 可 以 了 C. 語 音 辨 認 : 7

讓 機 器 聽 得 懂 人 說 的 話, 就 是 自 動 語 音 辨 識, 一 般 的 語 音 辨 認 單 位 是 音 素 音 節 次 音 節 或 詞 以 音 素 微 語 音 辨 認 單 位 時, 所 需 要 的 單 位 數 不 多, 但 比 較 困 難 的 是 這 些 語 音 辨 認 單 位 很 短, 受 前 後 聲 音 影 響 很 大, 容 易 出 錯 如 果 以 詞 來 當 語 音 辨 認 單 位, 則 是 詞 數 太 多, 比 對 演 算 量 很 大 所 以 在 少 量 詞 彙 的 應 用 上, 以 詞 為 語 音 辨 認 單 位 比 較 容 易 處 理, 但 在 大 詞 彙 的 語 音 辨 認 時, 用 音 素 或 次 音 節 為 語 音 辨 人 單 位 為 佳 D. 語 音 增 強 最 常 見 的 例 子 就 是 語 音 當 中 含 有 背 景 噪 音, 而 語 音 訊 號 的 增 強 就 是 為 了 抑 制 噪 音, 使 的 語 音 變 得 更 加 清 晰 例 如 對 有 噪 音 背 景 的 語 音 訊 號, 我 們 會 估 算 噪 音 的 頻 譜, 然 後 在 聲 音 頻 譜 中 減 去 噪 音 頻 譜, 以 降 低 噪 音 的 強 度, 讓 語 音 部 分 變 得 清 晰 2.3 語 音 辨 識 的 困 難 語 音 辨 識 面 臨 的 困 難 來 自 多 方, 如 果 人 說 話 的 發 音 不 標 準 說 話 太 快 有 噪 音 干 擾, 或 是 聲 音 經 過 麥 克 風 後 變 形, 都 會 使 得 辨 認 正 確 率 下 降 由 於 現 場 錄 製 環 境 因 素 的 不 同 而 造 成 錄 製 的 困 難, 或 者 因 為 音 色 音 頻 音 調 的 落 差 太 大 導 致 辨 識 失 敗 2.4 將 語 音 分 成 - 音 框 序 列 (Frame) 處 理 語 音 訊 號 這 種 不 固 定 週 期 式 的 訊 號 時, 最 好 先 將 其 分 段 處 理, 把 每 一 段 當 成 一 個 固 定 的 訊 號, 因 此 求 特 徵 參 數 前, 需 先 把 語 音 訊 號 分 成 一 小 段 的 序 列, 而 且 音 框 與 音 框 間 可 以 有 部 分 重 複, 舉 例 來 說, 如 果 音 框 大 小 設 為 300 點, 兩 個 8

音 框 間 的 距 離 為 150 點 的 話, 那 麼 第 2 個 音 框 的 起 始 就 是 第 150 點, 第 3 個 音 框 就 由 第 300 點 開 始, 依 此 類 推 圖 2.4.1 音 框 序 列 所 謂 短 時 段 語 音 分 析 就 是 將 一 個 音 框 中 的 語 音 信 號 作 分 析, 以 一 個 音 框 為 單 位, 求 出 此 時 的 語 音 特 徵 參 數 若 將 此 組 特 徵 參 數 是 為 一 個 向 量, 則 一 串 音 框 即 可 得 出 一 串 的 特 徵 向 量, 各 參 數 沿 著 時 軸 的 變 化, 就 可 以 明 顯 的 沿 著 音 框 看 出 來 2.5 中 國 象 棋 中 國 象 棋 的 基 本 配 備 是 棋 盤 和 棋 子 棋 盤 有 十 條 橫 線, 九 條 直 線, 組 成 了 九 十 個 點, 棋 子 就 放 在 點 上 棋 盤 中 間 有 楚 河 漢 界 隔 開 棋 子 有 三 十 二 顆, 分 紅 黑 兩 方, 共 有 帥 ( 將 ), 仕 ( 士 ), 相 ( 象 ), 俥 ( 車 ), 傌 ( 馬 ), 炮 ( 包 ), 兵 ( 卒 ) 七 兵 種 除 了 帥 一 個, 兵 五 個 外, 其 餘 均 為 一 雙 弈 棋 者 先 吃 到 對 方 的 將 帥 者 勝, 亦 有 和 局 的 情 況 在 ; 紅 先 黑 後, 一 方 一 回 合 只 能 移 動 一 棋 子, 一 次 一 步 9

2.5.1 棋 譜 記 錄 方 式 象 棋 棋 譜 的 表 示 方 法 有 許 多 種, 我 們 一 般 採 用 的 為 文 字 的 紀 錄 法, 它 是 將 其 房 的 紅 方 擺 在 棋 盤 下 半 部, 黑 方 擺 在 棋 盤 的 上 半 部, 紅 方 的 橫 座 標 軸, 以 右 邊 線 為 一, 左 邊 線 為 九, 黑 方 則 以 右 邊 線 為 九, 右 邊 線 為 一 ( 其 棋 手 對 面 的 棋 盤 的 右 邊 均 為 一 ), 走 法 則 以 兵 種 開 始 的 橫 座 標 進 退 平 走 動 的 步 數 或 目 的 地 的 棋 座 標, 如 下 圖 示 範 : 俥 九 進 一 圖 2.5.1.1 移 動 前 10

圖 2.5.1.2 移 動 後 當 有 兩 子 相 同 再 同 一 線 上 為 特 殊 情 形 如 下 : 圖 2.5.1.3 相 同 棋 子 再 同 一 線 上 11

則 表 示 方 法 為 前 炮 進 二 圖 2.5.1.4 特 殊 情 形 移 動 後 12

2.5.2 棋 子 步 伐 (a) 將 與 帥 : 無 疑 地 帥 是 最 重 要 的 棋 子, 帥 一 旦 被 擒 就 輸 了 所 以 高 手 總 是 能 妥 善 保 護 自 己 的 王, 並 用 最 犀 利 的 手 段 攻 擊 對 方 的 王 王 只 能 在 九 個 點 上 直 或 橫 走 ( 此 為 九 宮 ), 一 次 只 能 移 動 一 點, 但 王 見 王 時 可 以 直 接 飛 過 河 抓 對 方 的 王 圖 2.5.2.1 將 與 帥 13

(b) 士 與 仕 : 仕 是 帥 的 貼 身 護 衛, 兩 仕 聯 起 便 能 負 起 防 禦 的 責 任 仕 只 在 九 宮 裡 的 斜 線 行 走, 一 次 也 是 移 動 一 點 圖 2.5.2.2 士 與 仕 (c) 象 與 相 : 相 一 樣 肩 起 保 家 衛 國 的 責 任, 所 以 只 在 己 方 領 地 內 活 動 而 不 過 河 ; 相 的 走 法 為 田 字, 故 共 有 七 個 點 可 行 走 ; 不 過 有 塞 相 眼 的 限 制, 即 若 有 棋 子 在 田 字 的 中 央, 則 相 無 法 往 該 方 向 移 動 圖 2.5.2.3 相 與 象 14

(d) 馬 與 瑪 : 馬 走 日 字, 若 馬 擺 在 棋 盤 中 央, 便 有 八 個 日 字 可 供 選 擇, 可 謂 八 面 玲 瓏 ; 不 過 其 有 拐 馬 腳 的 特 殊 限 制 ; 即 若 有 棋 子 與 馬 相 鄰, 則 規 定 馬 無 法 越 過 該 子 走 日 字 ; 換 言 之, 若 有 一 子 拐 住 馬 腳, 則 馬 可 走 的 點 將 比 原 先 少 了 兩 點 ; 若 是 四 個 馬 腳 均 被 拐 住, 則 八 面 玲 瓏 的 馬 就 變 成 寸 步 難 行 了 (e) 車 與 俥 : 圖 2.5.2.4 馬 與 瑪 俥 很 好 用 ; 橫 衝 直 撞, 便 有 一 俥 十 子 寒 的 俗 諺 ; 其 價 值 僅 次 於 帥, 約 等 於 雙 馬 雙 炮 或 傌 炮 一 次 一 樣 走 一 步, 但 一 步 不 限 經 過 多 少 點 數 當 然, 行 進 方 向 若 有 棋 子 擋 著, 俥 無 法 越 過 該 棋 往 前 走, 最 多 可 吃 掉 該 棋 ( 為 敵 方 ), 或 在 其 前 一 點 停 下 ( 為 己 方 ) 圖 2.5.2.5 車 與 俥 15

(f) 包 與 炮 : 炮 的 走 法 和 俥 一 樣 可 橫 衝 直 撞 ; 但 是 炮 是 象 棋 七 兵 種 中 唯 一 走 法 與 吃 法 不 同 者 炮 要 有 炮 架, 即 炮 要 隔 著 一 棋 子 才 能 吃 子, 如 同 跳 棋 一 般 圖 2.5.2.6 炮 與 包 圖 2.5.2.7 炮 與 包 16

(g) 卒 與 兵 : 兵 是 有 進 無 退, 不 過 在 過 河 後 便 可 往 左 右 行 走 過 河 兵 的 價 值 隨 時 會 提 升, 靠 近 敵 方 九 宮 的 兵 價 值 可 謂 水 漲 船 高 圖 2.5.2.8 卒 與 兵 17

第 三 章 介 面 操 作 3.1 使 用 者 流 程 圖 圖 3.1.1 流 程 圖 18

3.2 使 用 者 介 面 介 紹 圖 3.2.1 介 面 介 紹 A B C D E F G 開 啟 錄 音 程 式 播 放 所 錄 音 檔 回 到 上 一 步 棋 辨 識 語 音 紀 錄 棋 步 顯 示 辨 識 結 果 下 子 19

3.3 使 用 操 作 流 程 步 驟 一 : 步 驟 二 : 圖 3.3.1 步 驟 一 圖 3.3.2 步 驟 二 20

步 驟 三 : 步 驟 四 : 圖 3.3.3 步 驟 三 圖 3.3.4 步 驟 四 21

步 驟 五 : 圖 3.3.5 步 驟 五 之 ㄧ. 圖 3.3.6 步 驟 五 之 二 22

第 四 章 系 統 製 作 4.1 專 題 製 作 軟 體 使 用 Microsoft Visual C++ 6.0 軟 體 製 作 專 題 : 23

4.2 專 題 製 作 1. 開 新 專 案 MFC AppWizard [exe]: 圖 4.2.1 專 題 製 作 24

2. 將 棋 盤 畫 出 : 圖 4.2.2 棋 盤 程 式 圖 4.2.3 九 宮 25

3. 象 棋 規 則 : A 將 與 帥 : B 士 與 仕 : 圖 4.2.4 將 與 帥 程 式 圖 4.2.5 士 與 仕 程 式 26

C 象 與 相 : D 馬 與 瑪 : 圖 4.2.6 象 與 相 程 式 圖 4.2.7 馬 與 瑪 程 式 27

E 車 與 俥 : 圖 4.2.8 車 與 俥 程 式 28

F 卒 : G 兵 : 圖 4.2.9 卒 程 式 圖 4.2.10 兵 程 式 29

H 包 與 炮 : 圖 4.2.11 包 與 炮 行 規 則 程 式 圖 4.2.12 包 與 炮 吃 規 則 程 式 30

3. 紀 錄 棋 步 : 圖 4.2.13 記 錄 棋 步 31

程 式 如 下 : 32

圖 4.2.14 紀 錄 棋 盤 程 式 33

4. 語 音 錄 音 功 能 : 34

圖 4.2.15 錄 音 程 式 35

5. 辨 識 語 音 : 由 於 語 音 辨 識 無 法 辨 識 出 我 們 需 要 的 各 兵 種 正 確 對 應 文 字, 所 以 我 們 將 將 ( 帥 ) 士 ( 仕 ) 象 ( 相 ) 馬 ( 瑪 ) 車 ( 俥 ) 包 ( 炮 ) 卒 ( 兵 ), 都 轉 化 成 相 同 文 字, 再 以 回 合 制 來 進 行 a. 將 與 帥 : 圖 4.2.16 將 與 帥 轉 換 36

b. 士 與 仕 : 圖 4.2.17 士 與 仕 轉 換 37

c. 象 與 相 : 圖 4.2.18 象 與 相 轉 換 38

d. 馬 與 瑪 : 39

圖 4.2.19 馬 與 瑪 轉 換 40

e. 車 與 俥 : 圖 4.2.20 車 與 俥 程 式 41

f 包 與 炮 圖 4.2.21 包 與 炮 程 式 42

g 卒 與 兵 : 圖 4.2.22 兵 轉 換 43

圖 4.2.23 卒 轉 換 44

第 五 章 結 論 在 本 次 的 語 音 聲 控 象 棋 的 製 作 過 程 中 我 們 學 習 到 了 互 助 與 合 作 的 精 神 而 我 們 將 在 專 題 展 時 在 幾 位 教 授 提 出 的 論 點 統 整, 包 括 : 1 把 所 有 按 鍵 全 部 簡 化 並 使 用 全 程 語 音 聲 控 ; 2 加 入 網 路 連 線 功 能 實 現 雙 人 對 戰 ; 3 克 服 語 音 聲 控 動 作 時 的 問 題, 例 如 : 環 境 嘈 雜 還 有 錄 音 時 電 腦 對 聲 音 指 令 的 不 清 楚 解 決 方 法 : 第 一 點 : 若 全 程 使 用 語 音 聲 控 而 沒 有 按 鍵 來 決 定 開 始 辨 識 與 停 止 辨 識, 電 腦 勢 必 將 錄 音 辨 識 長 駐 而 困 難 點 在 於 電 腦 將 無 法 辨 識 所 給 的 指 令 是 環 境 噪 音 或 者 正 確 的 指 令 第 二 點 : 由 於 我 們 對 於 網 路 連 線 方 面 不 熟, 所 以 還 未 接 觸 以 及 研 究 第 三 點 : 我 們 將 把 所 收 到 的 語 音 訊 號 增 強, 即 可 抑 制 背 景 噪 音, 進 而 降 低 噪 音 的 強 度 就 可 以 使 語 音 訊 號 變 為 清 晰 45

第 六 章 參 考 文 獻 1. 劉 銳 寧 梁 水 宋 坤 "Visual C++ 程 式 開 發 範 例 集 " 上 奇 資 訊 2010 年 06 月 10 日 2. 蔡 明 志 / 譯 "Visual C++ 6 教 學 手 冊 " 碁 峰 2001 年 12 月 30 日 3. 普 悠 瑪 數 位 科 技 "Visual C++6" 學 貫 行 銷 股 份 有 限 公 司 2002 年 9 月 4. 王 小 川 " 語 音 訊 號 處 理 " 全 華 圖 書 股 份 有 限 公 司 2008 年 6 月 5. 陳 建 宗 "Visual C++ 視 窗 程 式 設 計 " 碁 峰 2003 年 10 月 6. 陳 威 仁 林 義 隆 "Visual C++ 程 式 設 計 " 2002 年 6 月 20 日 7. 何 宏 發 謝 秋 桂 " 電 腦 象 棋 " 1988 年 46