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基于单片机的语音识别系统研究

魏玮  
【摘要】: 随着计算机技术的不断发展,人们越来越希望通过语音来实现人机对话,语音识别技术由此应运而生。语音识别是让机器自动识别和理解语音信号,并把语音信号转变为相应命令的技术。特定人孤立词的语音识别是应用最为广泛的一种语音识别技术,而当前这方面的硬件设备成本较高,使得难以大量推广应用。基于上述原因,本文通过对孤立词语音特点的研究,结合单片机等硬件设备,设计了一种基于特定人孤立词的语音识别系统。本文的研究工作和成果主要有以下几个方面的内容: 文章首先分析了语音产生的机理,并以此分析了语音识别的各种算法。对语音信号进行预处理后,提出了一种新的基于短时平均幅度和短时平均过零率的端点检测手段,增强了算法对于不同类型词语的适用性。提取语音线性预测倒谱系数,作为特征参数。选择动态时间规整法为模板匹配算法,并针对传统匹配算法中计算量大的特点,作出改进,采用了一种全局路径限制的方法以减小匹配过程中的计算量。在模板的训练中,针对语音信号随机性较大的特点,提出了一种平均模板的训练法,提高了模板的可靠性。 然后,以C8051F040单片机为核心,对系统的硬件电路做了详细设计。之后,文章详细阐述了系统算法的具体实现过程。另外,考虑到系统的定位,对算法中特征阶数的选择作出计算。 最后,对系统在不同的噪声环境和语言环境下进行了大量的实验。结果表明,系统在相对安静的条件下,对特定人孤立词的识别率较高,满足设计要求。同时,由于系统成本低,操作简单,在社会中将具有很好的应用前景。


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