基于FPGA的嵌入式說話人識別系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、說話人識別是近年來高速發(fā)展的一項技術(shù)，讓機器通過語音來識別說話人的身份是這項研究的主要目的。隨著計算機與電子技術(shù)的發(fā)展和說話人識別理論的不斷完善，說話人識別技術(shù)應(yīng)用于實際生活與工作的要求也越來越迫切。經(jīng)過從上世紀三十年代至今的研究，已經(jīng)有許多較成熟的說話人識別理論模型。 SOPC是一種基于FPGA的片上可編程邏輯系統(tǒng)，基于SOPC的系統(tǒng)開發(fā)首先應(yīng)合理規(guī)劃系統(tǒng)架構(gòu)，選擇適于嵌入式平臺實現(xiàn)的算法與外設(shè)，充分利用有限的系統(tǒng)資源實現(xiàn)系統(tǒng)

2、功能。 本課題主要任務(wù)是在綜合考慮系統(tǒng)資源與識別效果的情況下，選擇合適的說話人識別算法與語音參數(shù)，在SOPC平臺上實現(xiàn)具有一定速度與精度的嵌入式說話人識別系統(tǒng)。 本課題以說話人識別技術(shù)、信號處理技術(shù)和基于SOPC的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)為理論基礎(chǔ)，提出了一套有效可行的系統(tǒng)架構(gòu)方案，在對說話人識別技術(shù)中各個環(huán)節(jié)的算法進行較為深入的研究，結(jié)合NiosⅡ嵌入式處理器和FPGA自身特點，對整個算法進行了合理的選擇與優(yōu)化，并根據(jù)算法特點與

3、耗時情況有選擇地用軟件或者軟件、硬件模塊結(jié)合實現(xiàn)。論文的內(nèi)容主要包括以下幾個方面： 1．對語音端點檢測與特征提取算法作了深入研究，結(jié)合SOPC系統(tǒng)的設(shè)計特性，設(shè)計聲音采集與語音端點檢測流程，并針對特征提取流程設(shè)計了一種基于雙處理器的SOPC流程結(jié)構(gòu)。實驗表明，在保證系統(tǒng)的誤識率較低、可靠性高的基礎(chǔ)上，有效提高了系統(tǒng)速度。 2．研究了說話人識別的各種算法，重點分析了基于GA-K-VQ(遺傳K聚類矢量量化算法)原理的識別算法

4、，并最終在SOPC系統(tǒng)上實現(xiàn)。通過對算法的改進，設(shè)計合適的硬件模塊加速，有效提高了說話人碼書建立效率，試驗表明，在不影響系統(tǒng)識別率的前提下，耗時最長的碼書建立過程，硬件實現(xiàn)可比軟件實現(xiàn)快2至4個數(shù)量級。 3．在硬件上實現(xiàn)了設(shè)計方案，并設(shè)計必要的人機交互接口，最終實現(xiàn)了具有較短識別時間與較好識別率的說話人識別系統(tǒng)。 實驗結(jié)果表明，本文所提出的系統(tǒng)整體方案有效可行，基于SOPC的說話人識別系統(tǒng)在速度、精度、可擴展性等方面具有