基于嵌入式的孤立词快速识别算法研究及实现

发布时间：2017-08-08 02:15

  本文关键词：基于嵌入式的孤立词快速识别算法研究及实现

  更多相关文章： 语音识别 特征提取 过零谱 仿生模式识别 STM32

【摘要】：近几年来,随着人们生活节奏的不断加快、人们的生活质量不断提高,同时笔记本电脑、手机等电子产品在我们的日常生活中越来越重要,这就导致人们对电子产品的要求不停地提高,对其智能化的需求也逐渐变高。计算机在我们平时的工作学习中变得越来越重要,目前人们希望能够更加快捷有效的与其进行交流。语音识别技术实现了让机器“听懂”人的语言,随着语音识别技术正不断走向成熟,在不久的将来人们就可以通过语音与计算机进行交互,从而不再使用键盘。本文首先简单介绍语音识别系统,包括语音信号的预处理;语音信号特征参数的提取过程;语音识别算法过程,该模块主要介绍了矢量量化的原理和实现,动态时间规整算法以及最常用的隐马尔科夫模型算法。本文的主要工作集中在两个方面,一个是提出一种新的时频特征——过零谱,用过零谱作为特征参数进行语音识别,同时在识别算法上也做出改善,提出了一种高识别率、低复杂度的语音识别算法——基于超球串的仿生模式识别算法;另一个是语音识别系统的MATLAB仿真和硬件系统的实现,仿真主要包括了录制语音信号的仿真、语音信号短时能量和短时平均过零率的仿真、端点检测的仿真、后续的特征参数提取以及孤立词识别的仿真;硬件系统设计的芯片选用的是意法半导体公司出产的STM32F103RBT6芯片,本文对于整个系统的硬件以及软件的设计给出了详细说明,从而设计出孤立词语音识别系统。本文通过对语音信号的不断分析以及各种参数的比对研究,得到新的特征提取方法,并且在识别阶段采用仿生模式识别算法进行识别,经MATLAB上进行仿真结果表明,该算法运行速度快、识别率高;另一方面,在STM32上使用整个算法实现了孤立词识别。语音识别技术的产品将不断提高我们的生活质量,但是成本很高,这对产品的普及造成很大影响。本文的研究有一定的应用价值,在保证语音识别准确率、识别速度的前提下,实现了低功耗、低成本、便于携带的整体设计,在语音识别领域有很好的应用前景。
【关键词】：语音识别 特征提取 过零谱 仿生模式识别 STM32
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN912.34
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 课题研究的背景及意义8-10
• 1.3 国内外研究现状10-12
• 1.3.1 国外研究现状10-11
• 1.3.2 国内研究现状11-12
• 1.4 主要研究内容和创新点12
• 1.5 本文章节安排12-14
• 第二章 语音识别概述14-25
• 2.1 语音识别系统框图14
• 2.2 语音信号的预处理14-18
• 2.2.1 语音信号的预加重处理15
• 2.2.2 语音信号的分帧加窗处理15-16
• 2.2.3 语音信号的端点检测16-18
• 2.3 语音信号特征参数提取18-22
• 2.3.1 线性预测倒谱系数（LPCC）19-20
• 2.3.2 Mel频率倒谱系数（MFCC）20-22
• 2.4 常用的语音识别算法22-25
• 2.4.1 矢量量化（VQ）算法22-23
• 2.4.2 动态时间规整（DTW）算法23
• 2.4.3 隐马尔可夫模型（HMM）算法23-25
• 第三章 新的特征提取算法及改进的仿生模式识别算法25-36
• 3.1 新的特征参数提取算法的由来25-28
• 3.2 过零谱的提取过程28-29
• 3.3 改进的仿生模式识别算法29-36
• 3.3.1 传统仿生模式识别概述29-31
• 3.3.2 改进的仿生模式识别算法31-36
• 第四章 语音识别系统的设计与仿真实验36-45
• 4.1 系统的总体设计36-37
• 4.2 系统的整体仿真实验37-43
• 4.2.1 语音信号预处理过程的仿真实验38-39
• 4.2.2 语音信号端点检测的仿真实验39-41
• 4.2.3 语音信号特征参数提取的仿真实验41-42
• 4.2.4 语音信号的训练识别过程的仿真实验42-43
• 4.3 实验结果及分析43-45
• 第五章 系统的硬件实现45-56
• 5.1 概述45
• 5.2 系统硬件实现方案45-51
• 5.2.1 芯片介绍45-46
• 5.2.2 系统硬件电路组成46-51
• 5.3 系统软件设计51-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 6.1 总结56
• 6.2 未来展望56-58
• 参考文献58-62
• 附录A62-63
• 攻读学位期间取得的研究成果63-64
• 致谢64-65

【参考文献】

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本文编号：637785