基于DSP的语音处理及识别算法研究

摘要

当今社会已经进入高速信息化时代，传统的信息储存与传播已经满足不了人们的日常生活需求。为了使生活更加快捷、方便，人们渴望通过说话就可以解决一些事务，如语音拨号、语音门禁系统、语音输入等。同时，随着数字信号处理器和语音识别算法的发展，使得对语音识别成为现实，语音识别将会应用于更加广泛的范围。因此，语音识别系统具有非常高的研究与实用价值。
　　 本文研究一个基于DSP的特定人、孤立词、小词汇量的语音识别系统，详细介绍了识别系统的硬件设计过程，分析和改进了语音识别算法，并给出了语音识别仿真结果。
　　 本文首先简单介绍语音信号基础理论知识和相关声学原理，并从语音信号预处理、特征提取、训练以及匹配这四个方面对语音识别的基本问题进行了探讨。接着，着重研究了基于DSP的语音识别系统的硬件设计。整个系统以TMS320VC5402作为硬件核心，外围电路包括语音信号采集模块TLV320AIC23、电源电路、LCD显示、存储器扩展、JTAG接口电路，最后给出系统硬件相关的驱动程序设计。在软件方面，本文系统讨论了基于DSP的语音识别系统的软件设计，为提高识别率，系统采用双门限比较法进行端点检测，特征向量选用24维美尔频率参数(MFCC)，采用动态时间规整(DTW)识别高效算法进行语音模型的训练和识别。
　　 最后，在PC机上Matlab2006中实现语音识别DTW算法仿真设计，介绍仿真环境并分析仿真结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究现状

1.3语音识别面临的问题

1.4论文内容与结构

第2章语音识别基础理论

2.1语音识别系统的类别

2.2语音识别系统的基本流程

2.2.1语音信号预处理

2.2.2语音信号特征参数提取

2.2.3模型训练与识别

2.3本章小结

第3章语音识别系统硬件电路设计

3.1方案论证

3.2系统硬件原理图设计

3.2.1 DSP核心电路

3.2.2电源电路

3.2.3语音信号采集电路

3.2.4 LCD液晶显示

3.2.5 JTAG接口电路

3.2.6外围存储器扩展电路

3.4系统PCB设计

3.5硬件驱动程序设计

3.5.1系统CMD文件

3.5.2中断向量表

3.5.3 DSP与AIC23接口配置

3.5.4程序装载与调试

3.6本章小结

第4章语音识别系统软件设计

4.1语音识别程序系统框图

4.2语音识别预处理

4.2.1预加重

4.2.2分帧和加窗

4.2.3端点检测

4.3特征参数提取

4.3.1实验语音库的建立

4.3.2美尔频率倒谱系数(MFCC)基本原理

4.3.3美尔频率倒谱系数(MFCC)的实现

4.4语音训练与识别

4.4.1语音识别模板训练

4.4.2动态时间规整(DTW)基本算法

4.4.3动态时间规整(DTW)高效算法

4.4.4动态时间规整(DTW)高效算法实现

4.6本章小结

第5章语音识别算法仿真与分析

5.1 DTW高效算法仿真

5.2本章小结

第6章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录语音识别系统开发板