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基于μ’nSP~(TM)处理器的嵌入式语音控制技术研究

银兵  
【摘要】: 开发嵌入式语音识别控制器,对人机交流及肢体残疾人都有着重大意义,目前,语音识别主要硬件平台除计算机外则为DSP芯片,但DSP芯片存在价格高不易于推广和应用的缺点。为此,本文采用具有DSP功能廉价的μ’nSP~(TM)系列单片机为硬件平台,设计了小词汇量和孤立词的嵌入式语音识别系统。 为实现嵌入式语音识别控制器研究,本文分析总结了语音技术国内外发展情况,及嵌入式领域内语音分析处理算法与硬件平台。介绍了语音信号处理技术,重点研究了与语音信号编码和识别有关的倒谱分析和线性预测分析方法,并在附录中给出主要程序。讨论了波形编码、参数编码与混合编码三种语音压缩技术,对于语音识别技术,重点讨论了模板匹配法与隐马尔可夫模型。 在硬件设计方面,采用具有DSP功能及性价比高的μ’nSP~(TM)系列单片机为核心处理器,并对处理器进行了最小系统设计、电源管理单元设计、音频输入输出单元设计、存储器扩展、串口通信与显示、电机控制、外部时钟等单元设计。 基于硬件平台,开发了相应的语音识别控制器程序。在程序开发过程中,以语音信号的采集、压缩与识别为重点过程,采用波形编码与混合编码完成语音编码,并以隐马尔可夫模型(HMM)方法完成语音信号识别。 最后,通过实验证实了此语音控制器的实用性,此控制器能较好的完成语音信号编码与解码,且识别率高达93%以上。


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