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嵌入式连续语音识别系统研究

作　者: 赵建光
导　师: 王社国
学　校: 河北工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 语音识别 嵌入式系统 动态时间归整算法 单片机 ARM
分类号: TP391.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


语音识别技术目前在嵌入式系统中的应用主要为基于小词汇量的孤立词语音识别。语音命令控制,广泛用于家电语音遥控、玩具、智能仪器及移动电话等便携设备中。人们期待着连续语音识别取得进一步发展,从而推动语音识别技术在嵌入式系统中得到更广泛的应用。在分析语音识别原理的基础上,本课题设计了一个基于ARM和凌阳16位微控制器SPCE061A的嵌入式语音识别和语音控制系统。采用动态时间归整(DTW)算法对语音信号进行特征参数序列比较并识别出结果。采用S3C44B0X微处理器作为主控芯片,微控制器SPCE061A作为语音识别芯片。设计出的语音识别系统通过微控制器SPCE061A识别出结果并将识别结果传送给主控芯片S3C44B0X微处理器,由主控芯片S3C44B0控制步进电机的前进、后退和静止,最终实现语音识别和语音控制的功能。本课题的语音识别和语音控制系统,不仅可以正确的识别孤立词,而且对连续语音识别也达到了较高的识别率。本语音识别和语音控制系统在识别红绿灯的亮和灭,控制步进电机的前进、后退和静止中实现了较高的识别率。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 课题背景及研究意义  10-11
  1.2 语音识别国内外研究概况和发展趋势  11-12
  1.3 传统语音识别系统的不足  12-13
  1.4 嵌入式系统概念、发展现状和前景  13-14
  1.5 本课题的研究内容及步骤  14-16
第2章 语音识别基本原理  16-30
  2.1 语音信号的预处理  16-19
    2.1.1 语音采样  16-17
    2.1.2 去除噪音  17
    2.1.3 端点检测的方法  17-18
    2.1.4 预加重  18
    2.1.5 加窗分帧  18-19
  2.2 语音识别的特征参数提取  19-22
    2.2.1 线性预测系数  20-21
    2.2.2 线性预测倒谱系数  21
    2.2.3 Mel 倒谱系数(MFCC)  21-22
  2.3 模板训练方法  22-24
    2.3.1 偶然性训练法  22-23
    2.3.2 鲁棒性训练法  23
    2.3.3 聚类训练法  23
    2.3.4 矢量量化技术  23-24
  2.4 模板匹配方法  24-29
    2.4.1 动态时间归整  24-26
    2.4.2 隐马尔可夫模型  26-28
    2.4.3 人工神经网络  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章 ARM 嵌入式微处理器和语音识别芯片SPCE061A  30-43
  3.1 ARM 微处理器  30-38
    3.1.1 ARM 微处理器应用领域及特点  30-31
    3.1.2 ARM 微处理器系列  31-34
    3.1.3 ARM 微处理器的结构  34-35
    3.1.4 S3C44B0X 硬件资源与结构  35-38
  3.2 语音识别芯片SPCE061A  38-42
    3.2.1 SPCE061A 的结构图  38
    3.2.2 SPCE061A 的性能  38-39
    3.2.3 SPCE061A 的指令系统  39-40
    3.2.4 适用于语音信号处理的主要特点  40-42
  3.3 本章小结  42-43
第4章 语音识别系统硬件设计与实现  43-54
  4.1 系统硬件电路的构成  43-44
  4.2 主控模块S3C44B0X  44-47
  4.3 语音识别模块  47-48
  4.4 电源  48-49
  4.5 步进电机驱动  49-51
  4.6 语音录入  51-52
  4.7 SPCE061A 与S3C44B0X 通信  52-53
  4.8 本章小结  53-54
第5章 语音识别系统软件设计与实现  54-74
  5.1 系统总体设计  54-56
  5.2 主控模块软件设计  56-64
    5.2.1 ARM 开发环境简介  56-57
    5.2.2 程序在线调试与下载  57
    5.2.3 ARM S3C44B0X 初始化  57-60
    5.2.4 ARM S3C44B0X A/D 转换程序的编写  60-62
    5.2.5 ARM S3C44B0X 步进电机控制程序的编写  62-64
  5.3 语音识别模块软件设计  64-69
    5.3.1 凌阳语音信号处理  64-67
    5.3.2 语音识别程序的编写  67-69
  5.4 ARM 与SPCE061A 通信模块设计  69-73
  5.5 本章小结  73-74
第6章 总结与展望  74-76
  6.1 本文工作总结  74-75
  6.2 展望  75-76
参考文献  76-79
附录  79-80
致谢  80-81
作者简介和攻读硕士学位期间发表的论文  81

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 声音识别及其装置
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