残障人辅助洗浴器具声控系统的研究与开发

摘要

随着社会的进步,人类在不断提高生活质量。但与此同时,人们的生活越来越忙碌,对于一个向中国这样的老年化的社会,不可能投入太多人力去照顾所有的残障人士。因此,残障人辅助器具在未来会有比较大的社会效益和发展潜力。另外产品智能化也是未来的发展趋势,对于人工智能的发展来说,模式识别是非常重要的一个组成部分。本课题中,将语音识别技术加入到残障人辅助洗浴器具上,提供了一套可行的技术方案。
　　在此课题的支撑下,研制了浴室中的残障人辅助洗浴器具的声控系统。首先做了一定的需求分析,然后根据信号建模理论,学习语音信号处理的理论方法。对比现有的几种常用的语音特征参数和语音识别技术,针对每种特征参数和每种语音识别方法的优缺点进行论证,然后提出了一套使用Mel频率倒谱系数特征参数和动态时间规整的模板匹配的系统方案。针对浴室噪声中的特定噪声问题,引进一种改进的谱减算法,并在实验中应用于浴室噪声处理,对实验结果进行对比总结。
　　在前面的方案下,利用微软的Visual C++6.0集成开发平台开发了一套Windows平台下的多线程语音识别软件,软件通过多线程来实现同时进行语音信号采集和信号处理的操作。最后,通过对软件的测试结果检验了系统的性能。

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1 引言

1.1课题来源及背景

1.2 课题的目的及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 论文的主要研究内容

1.5 本章小结

2 语音信号建模

2.1 频谱整形

2.2 特征提取

2.3 参数变换

2.4 样本建模

2.5 本章小结

3 语音识别技术

3.1 动态时间规整（DTW）

3.2 隐马尔科夫模型（HMM）

3.3 人工神经网络（ANN）

3.4 支持向量机（SVM）

3.5 本章小结

4 特定背景噪声处理

4.1 浴室背景噪声分析

4.2 谱减法

4.3 改进谱减法

4.4 改进谱减法实验

4.5 本章小结

5 系统结构及实验

5.1 声控系统硬件结构

5.2 声控系统软件结构

5.3 系统集成与测试

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附 录 攻读学位期间发表论文