孤立詞語音識別系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的設(shè)計.pdf

1、端點檢測是孤立詞語音識別系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵問題,孤立詞語音識別系統(tǒng)必須先進行端點檢測,減少數(shù)據(jù)量和運算量,從而減少處理時間。語音信號經(jīng)過預處理、特征提取后,各產(chǎn)生一個或者幾個模板,識別階段將待識別模式的特征序列與各個模板進行相似度計算,然后判別屬于哪個類。因此對端點檢測算法和模板匹配進行研究有重要意義,同時為了實現(xiàn)語音識別芯片的低成本化,基于ASIC方式的語音識別系統(tǒng)的設(shè)計也是非常必要的。本論文在深入分析語音識別系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上,重

2、點對特定人孤立詞的ASIC中的端點檢測和模板匹配模塊結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計。首先,研究了基于短時能量、倒譜特征和雙門限語音信號端點檢測算法,并對模板匹配中常用的動態(tài)時間規(guī)整(DTW, Dynamic Time Warp)算法進行了研究。通過MATLAB搭建孤立詞語音識別系統(tǒng),對這三種端點檢測算法和一般DTW和高效DTW算法進行了比較,最終選擇了雙門限端點檢測算法和高效DTW算法。其次,綜合前期研究成果,將基于短時能量和過零率的雙門限端點檢測算法

3、,線性預測特征提取和高效DTW相結(jié)合,提出了孤立詞語音識別系統(tǒng)的設(shè)計方案。該方案將這三種算法的優(yōu)點充分結(jié)合,使得系統(tǒng)在保證較高的識別率的前提下,系統(tǒng)的運行時間也得到了控制。最后,采用FPGA作為系統(tǒng)開發(fā)平臺,用Verilog編寫RTL代碼實現(xiàn)整個系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計。在保證識別效果的情況下,降低了系統(tǒng)成本。結(jié)合前期研究成果,提出了基于短時能量和短時過零率的加權(quán)門限端點檢測算法,并通過了軟件仿真,驗證了其功能。實驗結(jié)果表明,采用本文的關(guān)鍵技