語(yǔ)音識(shí)別算法研究及DSP實(shí)現(xiàn).pdf

1、人和人之間用于信息交換的工具有很多種，而其中最直接、最方便的就是語(yǔ)音。語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)(Speech Recognition)是把包含在語(yǔ)音中的有用信息轉(zhuǎn)化成為機(jī)器語(yǔ)言。近些年來(lái)，在許多高科技領(lǐng)域中，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的研究正盛，其實(shí)際應(yīng)用也已遍布于工業(yè)控制、移動(dòng)通信領(lǐng)域以及消費(fèi)類產(chǎn)品中。正是在這種背景下，本文研究了語(yǔ)音識(shí)別的技術(shù)和算法，對(duì)比分析了目前識(shí)別算法中較為主流的動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)劃(Dynamic Time Warping，DTW)算法和隱馬爾

2、科夫模型(Hidden MarkovModels，HMM)算法，對(duì)傳統(tǒng)的DTW算法提出了改進(jìn)措施來(lái)減小算量，給出了所有算法的Matlab仿真，最后設(shè)計(jì)了以DTW算法為識(shí)別算法、以DSP芯片為中央處理單元的小詞匯量、孤立詞語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。
　　本文首先介紹了課題的研究背景和意義，回顧了語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展歷史，并對(duì)研究現(xiàn)狀和目前的難點(diǎn)及問(wèn)題作了介紹和分析。在此基礎(chǔ)上，展開(kāi)課題的研究。其次介紹了語(yǔ)音識(shí)別的理論知識(shí)，包括基本理論、識(shí)

3、別的工作流程，包括語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理、端點(diǎn)檢測(cè)、特征提取、模板訓(xùn)練和識(shí)別等環(huán)節(jié)。其中，在特征參數(shù)方面，通過(guò)分析比較幾種常用的特征參數(shù)，最終采用美爾頻率倒譜系數(shù)(MFCC)作為系統(tǒng)的特征參數(shù);在識(shí)別算法方面，研究比較了DTW算法和HMM算法，并對(duì)傳統(tǒng)DTW算法中運(yùn)算量較大的缺點(diǎn)提出改進(jìn)措施。用Matlab7.0對(duì)系統(tǒng)所用所有環(huán)節(jié)的算法實(shí)施了仿真，驗(yàn)證了算法的正確性。設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)比了DTW算法和HMM算法的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考慮系統(tǒng)需求和對(duì)算法

4、的適應(yīng)性，選擇DTW算法作為系統(tǒng)的識(shí)別算法。硬件方面，構(gòu)建了以TI公司的TMS320VC5509A DSP為中央處理單元的孤立詞語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出了各個(gè)模塊的電路，包括音頻采集模塊、CPLD邏輯控制模塊、電源模塊、外部存儲(chǔ)器模塊、JTAG調(diào)試模塊以及時(shí)鐘和復(fù)位電路等。軟件方面，根據(jù)系統(tǒng)需求，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件，給出了系統(tǒng)硬件模塊初始化流程以及主要的識(shí)別算法的流程，并附上了相應(yīng)的流程圖。最后對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行測(cè)試并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果