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基于DSP的语音识别算法研究与实现

张宝峰  
【摘要】:现代社会已经迈入信息化高速发展时代,以前的信息传播与存储手段已经无法满足人们的日常使用需求。为了使日常工作、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、语音导航、语音输入等。同时,随着语音识别算法和数字信号处理器件的发展,使得语音识别系统步入实用化,语音识别将会应用于更加宽广的领域。因此,语音识别系统具有极高的研究与应用价值。 本文主要就语音识别系统的理论知识、软硬件设计及相关算法进行了详细阐述。首先简要介绍了语音识别的理论基础,在此基础上详述了语音信号的前端预处理。 其次介绍了DSP特点和TMS320VC5402结构,然后提出基于DSP的语音识别系统。对以TMS320VC5402芯片为核心的系统硬件设计进行了研究,阐述了系统的构成,分析了系统的工作过程,整个系统以TMS320VC5402为核心电路进行设计,由TLC320AD50C进行A/D转换,TMS320VC5402进行训练和识别语音信号,最后由单片机控制LCD显示识别结果。 针对汉语语音的特点,引用已有的算法进行软件系统设汁,论述了系统的软件设计过程,主要过程是预处理、端点检测、提取特征和模式匹配。预处理包括语音信号模/数(A/D)转换、预加重以及加窗处理等;端点检测采用抗噪性能更好的基于谱分析的提取方法进行语音端点检测;特征提取考虑到人耳听觉特性,采用了美尔频率倒谱系数MFCC;考虑到系统的要求是设计出一个特定人、小词汇量、孤立词的语音识别系统,选取动态时间规整(DTW)算法作为系统的识别算法,并给出语音模板库的鲁棒性训练方法;从提高系统的识别率和识别速度着手,研究了动态时间规整算法的改进技术,提出了模板阈值的计算方式。 接着对DSP的程序加载进行了详细介绍,包括DSP的自举引导方式分类,并行存储器的自举引导方式及程序的固化等。最后在DSP评估板上对整个系统的性能进行了验证。


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