基于DSP和51单片机的语音识别与控制系统的设计

摘要

语音是自然人之间最方便的交流方式，语音识别技术是人机交流的一个重点发展方向。语音识别技术作为最便捷的人机器互动方式，随着计算机技术的发展和相关领域理论成果的成熟，其发展日益完善，广泛的应用到实际中。在一些特殊的领域例如智能机器人、智能家居等方面，或者特殊的服务对象例如残疾人、行动不便的老人、病人等，语音识别技术的参与会带来极大的方便。
　　本文设计了一个基于TMS320VC5402芯片和STC89LEN516芯片组成的双CPU平台语音识别系统，目标是实现特定人、孤立词、小词汇的语音识别，基于识别结果控制电子器件。
　　首先介绍了语音识别技术的的发展历史和理论知识；研究了语音识别的过程，包括信号采样，信号预处理，特征参数提取，训练和匹配等过程，探讨了这些过程对系统功能的作用。重点研究了以Mel倒谱系数作为特征参数的依据和特征参数的提取过程，讨论已有的识别算法，针对汉语言的发音特点，以动态时间规整算法(DTW)作为系统的识别算法。
　　其次设计了以TMS320VC5402芯片和STC89LEN516芯片为核心的的语音识别载体平台。硬件系统包括信号采集单元，数据处理主体，片外电路和控制单元。讨论了系统的软件设计，包括软件开发工具，系统通信和信号采样设计思路。
　　最后利用MATLAB对整个识别过程进行了仿真。主要是特征参数提取过程和模板匹配过程，分析数据的同时给出仿真效果图。最终给出得到的识别结果，分析了可能影响识别结果的原因。

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1.绪论

1.1研究目的及其意义

1.2语音识别技术的发展史及现状

1.3语音识别技术商业化的制约因素

1.4设计结构安排

2 语音识别的理论知识

2.1信号采集

2.2信号预处理部分

2.3 特征参数提取

2.4 识别模型及匹配

2.5本章小结

3.硬件设计

3.1 信号处理核心

3.2 主从式系统平台

3.3 语音采集单元

3.4 DSP片外电路的设计

3.5 控制部分

3.6 本章小结

4设计工具及识别软件设计

4.1 开发工具

4.2 系统时钟信号设计

4.3 主从式系统设置

4.4 采样过程设计

4.5 本章小结

5 仿真与结果

5.1 数据处理过程仿真

5.2 算法仿真

5.3 识别结果

5.4 本章小结

6 工作总结和展望

致谢

参考文献

附录