基于FPGA的聲紋識(shí)別的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、分類號(hào)——UDC武多萎理歹大穿學(xué)位論文英文題目ResearchandDesignofVoiceprintRecognition姓名至莖職稱指導(dǎo)教師教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別塑學(xué)科專業(yè)名稱蕉劍型堂魚(yú)蘭堡論文提交日期2Q!≥生旦論文答辯日期至Q!≥生三旦學(xué)位授予單位盍墊壟三盤堂學(xué)位授予日期至Q!三生魚(yú)旦答辯委員會(huì)主席鍪送生評(píng)閱人鍪送生堡2013年5月摘要聲紋識(shí)別是指通過(guò)說(shuō)話人的語(yǔ)音來(lái)自動(dòng)識(shí)別說(shuō)話人的身份。聲紋識(shí)別系統(tǒng)在生活的安保、司法、經(jīng)濟(jì)、軍事等領(lǐng)

2、域都有十分廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中的聲紋識(shí)別系統(tǒng)是基于FPGA嵌入式系統(tǒng)之上，采用了矢量量化方法來(lái)完成的，它包括三個(gè)主要的模塊：特征提取、特征匹配以及硬件平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)。在特征提取過(guò)程中，將提取少量的能夠體現(xiàn)每個(gè)說(shuō)話人的特征的語(yǔ)音信號(hào)的參數(shù)，并對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。而模式匹配模塊中主要包括兩個(gè)步驟：一是訓(xùn)練步驟，二是識(shí)別步驟。在硬件平臺(tái)模塊中，利用FPGA來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)SOPC系統(tǒng)，用來(lái)完成語(yǔ)音信號(hào)的采集、人機(jī)交互接口等功能。首先對(duì)聲紋識(shí)別的發(fā)展歷史

3、以及其研究的現(xiàn)狀做出簡(jiǎn)要的介紹，并分析了聲紋識(shí)別的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和研究?jī)?nèi)容。同時(shí)，提出了聲紋識(shí)別研究過(guò)程中要解決的問(wèn)題和技術(shù)難點(diǎn)。其次，在對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域處理方法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，對(duì)聲紋識(shí)別的語(yǔ)音信號(hào)處理過(guò)程中，涉及到的預(yù)處理、端點(diǎn)檢測(cè)和特征參數(shù)提取進(jìn)行研究，并重點(diǎn)探討了雙門限檢測(cè)法和MFCC特征參數(shù)，做為本系統(tǒng)使用。然后，在對(duì)主流模式匹配方法的研究基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了矢量量化的方法，并研究了矢量量化的原理和失真測(cè)度，并對(duì)矢量量化器最優(yōu)碼本設(shè)計(jì)

4、的算法也進(jìn)行了研究。最后，設(shè)計(jì)了一個(gè)以美爾倒譜系數(shù)為特征參數(shù)，以矢量量化做為碼本設(shè)計(jì)和模式匹配的識(shí)別算法，在基于FPGA的嵌入式平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的分析。本系統(tǒng)采用的是美爾倒譜系統(tǒng)特征參數(shù)，提高了系統(tǒng)的識(shí)別性能；通過(guò)MATLAB語(yǔ)音處理工具箱，提取輸入語(yǔ)音的特征參數(shù)；采用LGB算法進(jìn)行碼書(shū)設(shè)計(jì)，并通過(guò)使用矢量量化技術(shù)為每一說(shuō)話人設(shè)計(jì)碼書(shū)，避免了由于說(shuō)話人使用同一碼書(shū)帶來(lái)的量化誤差。關(guān)鍵詞：聲紋識(shí)別，美爾倒譜系數(shù)(MFCC)