基于FPGA的嵌入式說(shuō)話(huà)人識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、說(shuō)話(huà)人識(shí)別是近年來(lái)高速發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)，讓機(jī)器通過(guò)語(yǔ)音來(lái)識(shí)別說(shuō)話(huà)人的身份是這項(xiàng)研究的主要目的。隨著計(jì)算機(jī)與電子技術(shù)的發(fā)展和說(shuō)話(huà)人識(shí)別理論的不斷完善，說(shuō)話(huà)人識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生活與工作的要求也越來(lái)越迫切。經(jīng)過(guò)從上世紀(jì)三十年代至今的研究，已經(jīng)有許多較成熟的說(shuō)話(huà)人識(shí)別理論模型。 SOPC是一種基于FPGA的片上可編程邏輯系統(tǒng)，基于SOPC的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)首先應(yīng)合理規(guī)劃系統(tǒng)架構(gòu)，選擇適于嵌入式平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的算法與外設(shè)，充分利用有限的系統(tǒng)資源實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)

2、功能。 本課題主要任務(wù)是在綜合考慮系統(tǒng)資源與識(shí)別效果的情況下，選擇合適的說(shuō)話(huà)人識(shí)別算法與語(yǔ)音參數(shù)，在SOPC平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)具有一定速度與精度的嵌入式說(shuō)話(huà)人識(shí)別系統(tǒng)。 本課題以說(shuō)話(huà)人識(shí)別技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和基于SOPC的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)為理論基礎(chǔ)，提出了一套有效可行的系統(tǒng)架構(gòu)方案，在對(duì)說(shuō)話(huà)人識(shí)別技術(shù)中各個(gè)環(huán)節(jié)的算法進(jìn)行較為深入的研究，結(jié)合NiosⅡ嵌入式處理器和FPGA自身特點(diǎn)，對(duì)整個(gè)算法進(jìn)行了合理的選擇與優(yōu)化，并根據(jù)算法特點(diǎn)與

3、耗時(shí)情況有選擇地用軟件或者軟件、硬件模塊結(jié)合實(shí)現(xiàn)。論文的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： 1．對(duì)語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)與特征提取算法作了深入研究，結(jié)合SOPC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特性，設(shè)計(jì)聲音采集與語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)流程，并針對(duì)特征提取流程設(shè)計(jì)了一種基于雙處理器的SOPC流程結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)表明，在保證系統(tǒng)的誤識(shí)率較低、可靠性高的基礎(chǔ)上，有效提高了系統(tǒng)速度。 2．研究了說(shuō)話(huà)人識(shí)別的各種算法，重點(diǎn)分析了基于GA-K-VQ(遺傳K聚類(lèi)矢量量化算法)原理的識(shí)別算法

4、，并最終在SOPC系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)算法的改進(jìn)，設(shè)計(jì)合適的硬件模塊加速，有效提高了說(shuō)話(huà)人碼書(shū)建立效率，試驗(yàn)表明，在不影響系統(tǒng)識(shí)別率的前提下，耗時(shí)最長(zhǎng)的碼書(shū)建立過(guò)程，硬件實(shí)現(xiàn)可比軟件實(shí)現(xiàn)快2至4個(gè)數(shù)量級(jí)。 3．在硬件上實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)方案，并設(shè)計(jì)必要的人機(jī)交互接口，最終實(shí)現(xiàn)了具有較短識(shí)別時(shí)間與較好識(shí)別率的說(shuō)話(huà)人識(shí)別系統(tǒng)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所提出的系統(tǒng)整體方案有效可行，基于SOPC的說(shuō)話(huà)人識(shí)別系統(tǒng)在速度、精度、可擴(kuò)展性等方面具有