嵌入式语音识别的研究与实现

论文摘要

随着科技的进步,目前大多数实验室环境下语音识别已经有了较高的识别率,如何使语音识别更成熟地走向市场,服务人类是时代发展的需要。因此,进行语音识别的研究势在必行。如果能将语音识别应用到嵌入式的开发中,必将带来很大的经济效益。然而要在嵌入式系统上实现语音识别还受到诸多因素的影响。嵌入式系统环境的运算速率相对较低,存储空间有限,而语音识别对实时性又要有一定的要求,所以语音识别技术虽然在高性能平台上获得了一定的成果,但有必要对嵌入式平台的语音识别技术作进一步的分析和研究。本课题研究的内容包括：（1）构建语音识别平台的硬件系统。首先选择了DM6446达芬奇的双核处理器作为核心处理单元,然后以此为基础设计了外围工作模块,构建了硬件平台。（2）移植U-Boot、文件系统、嵌入式Linux系统,构建语音识别平台的软件系统。研究了语音识别的处理,包括信号的预处理,特征提取,模型库的建立等,然后建立隐马尔科夫模型（Hidden Markov Mode）实现识别功能。从实际的硬件平台出发,进行语音识别系统测试,并对识别的结果进行分析,根据分析得出的结论是,常用词语的识别率要高于不常用词语或者同音词的识别率,在进行训练后,几种情况都可以提高识别率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 嵌入式语音识别的国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 论文组织结构
• 2 语音识别的系统结构和原理
• 2.1 语音信号的预处理
• 2.2 语音的特征量的提取
• 2.3 信号的矢量化
• 2.4 语音模型库的建立
• 2.5 模型训练
• 2.6 本章小结
• 3 嵌入式硬件开发平台的介绍
• 3.1 系统硬件结构
• 3.1.1 系统电源部分
• 3.1.2 存储电路部分
• 3.1.3 音频接口单元设计
• 3.1.4 外围通信接口单元设计
• 3.1.5 核心处理器电路部分
• 3.2 本章小结
• 4 嵌入式软件平台的移植
• 4.1 U-boot的移植
• 4.1.1 BootLoader简介
• 4.1.2 U-boot简介
• 4.1.3 U-boot的目录结构
• 4.1.4 U-boot的启动过程
• 4.2 Linux内核的移植
• 4.2.1 Linux内核简介
• 4.2.2 Linux内核的编译
• 4.3 嵌入式Linux下根文件系统的制作
• 4.4 本章小结
• 5 嵌入式系统中语音识别算法的研究
• 5.1 语音识别隐马尔可夫模型
• 5.1.1 隐马尔可夫模型概述
• 5.1.2 隐马尔可夫模型的建立
• 5.2 HMM语音识别算法的研究
• 5.2.1 隐马尔可夫模型基本原理
• 5.2.2 HMM的训练识别过程
• 5.2.3 嵌入式HMM软件设计步骤
• 5.3 本章小结
• 6 HMM模型在嵌入式Linux下的语音识别
• 6.1 嵌入式Linux下makefile文件的创建
• 6.2 嵌入式Linux下的HMM
• 6.3 在嵌入式平台上的开发
• 6.4 在嵌入式平台语音识别的测试
• 6.5 测试分析
• 6.6 本章小结
• 7 结论
• 参考文献
• 研究成果
• 致谢