基于FPGA的音頻處理系統(tǒng).pdf

1、20世紀(jì)集成電路的發(fā)展為數(shù)字音頻技術(shù)提供了良好的發(fā)展空間，使數(shù)字音頻技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。隨著音頻處理技術(shù)的發(fā)展，作為其分支之一的語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。但這種技術(shù)都還未達(dá)到令人滿意的程度，問(wèn)題在于如何有效提高識(shí)別準(zhǔn)確率。
　　 而此時(shí)，隨著科技的發(fā)展，電子電路的設(shè)計(jì)正逐漸擺脫傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，采用FPGA來(lái)設(shè)計(jì)電子電路正成為設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。這是因?yàn)椴捎肍PGA設(shè)計(jì)電子電路不僅開(kāi)發(fā)時(shí)間短，資金投入相對(duì)少，且可將電路板級(jí)產(chǎn)品集成

2、為芯片級(jí)產(chǎn)品。
　　 基于以上分析，本文首先設(shè)計(jì)了具有良好線性特性的數(shù)字濾波器，通過(guò)改進(jìn)的分布式多查找表方式，減少了乘法器的使用，優(yōu)化了資源。利用濾波器對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，并通過(guò)Quartus II和Matlab聯(lián)合仿真，得到具有較高信噪比的音頻數(shù)據(jù)。
　　 在此基礎(chǔ)上，通過(guò)比較特征提取的三種參數(shù):線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)(LPC)，線性預(yù)測(cè)編碼倒譜系數(shù)(LPCC)和Mel頻率倒譜系數(shù)(MFCC)，以及模式匹配的兩種方式:動(dòng)態(tài)時(shí)

3、間彎折(DTW)和隱馬爾可夫模型(HMM)，本文提出了一種基于FPGA和NiosII軟核處理器的嵌入式音頻信號(hào)識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)以Altera公司的Cyclone IIFPGA芯片為核心，采用軟硬件結(jié)合的方式來(lái)設(shè)計(jì)。首先由FPGA硬件完成音頻數(shù)據(jù)的預(yù)加重和加窗分幀，由Nios處理器完成端點(diǎn)檢測(cè)，特征提取，訓(xùn)練建模和模式匹配等各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，由Matlab完成算法的驗(yàn)證，基本實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)端點(diǎn)檢測(cè)