低码率语音识别特征参数MFCC提取的模块设计

摘要

近二三十年来，语音识别在计算机、信息处理、通信与电子系统、自动控制等领域有着广泛的应用。语音识别技术的应用可以分为两个发展方向：一个是基于计算机平台的大词汇量语音识别系统，另外一个重要发展方向是硬件实现语音识别算法的研究，这个方向主要是小型化，便携式语音识别产品的应用。
　　特征参数提取是语音识别中语音预处理的关键部分，提取的参数将用于后续HMM模型。本论文设计了MFCC特征参数的电路结构并完成了其ASIC电路实现。
　　本论文详细分析了语音识别MFCC特征参数提取流程。跟据MFCC特征参数提取流程，参考以前的算法，设计了512点FFT算法的硬件结构和Mel滤波器组算法的硬件结构，并完成了上述算法的C模块的仿真。
　　本文完成了语音识别前端处理设计中MFCC参数提取模块的电路设计，包括512点FFT电路结构、Mel滤波器组电路结构设计。本文采用Verilog-HDL硬件描述语言来实现上述电路，并通过Cadence公司的NC-Verilog和SynopsysDC完成其仿真和综合。Verilog-HDL仿真结果与C模型相比小于1％，其精度可以满足语音识别要求。综合后的512点FFT模块9850门，Mel滤波器组10604门。

目录

低码率语音识别特征参数MFCC提取的模块设计

EXTRACTION MODULE DESIGN OF LOW CODE RATE MFCC FEATURE PARAMETER

摘 要

Abstract

目 录

第1 章 绪论

1.1 本课题背景及研究的目的和意义

1.2 语音识别国内外研究现状

1.3 语音识别技术概述

1.4 语音识别分类方法

1.5 本文的主要工作内容和结构安排

第2 章 提取MFCC 参数流程及其主要模块原理

2.1 MFCC 参数的介绍

2.2 MFCC 参数提取过程

2.3 FFT 变换的算法

2.4 FIR 滤波器的原理

2.5 本章小结

第3 章512 点FFT 的算法设计及硬件实现

3.1 FFT 的算法设计

3.2 FFT 处理机总体结构设计

3.3 FFT 处理机的控制单元

3.4 FFT 处理机的存储单元

3.5 FFT 处理机的蝶形运算单元

3.6 FFT 处理机的地址单元

3.7 FFT 处理机有限字长约束和溢出处理

3.8 FFT 处理机仿真波形和综合图

3.9 本章小结

第4 章Mel 滤波器组的设计方案及硬件实现

4.1Mel 滤波器组的实现基本思路

4.2Mel 滤波器组设计流程

4.3 基于并行乘法器直接型FIR 滤波器结构

4.4 基于乘法器的半并行(Semi-Parallel)FIR 滤波器结构

4.5 本设计采用的复数LMS 算法的模型

4.6 Mel 滤波器组的设计

4.7 Mel 滤波器组仿真波形图和综合

4.8 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理

致谢