基于小波神经网络的嵌入式语音识别系统_论文

计 算机 光盘 软件 与应 用  21 年第 0 02 9期  C m u e  DS f w r  n  p l c t o s o p t rC  o ta ea dA p ia in   工 程 技 术  基于小波神经网络的嵌入式语音识别系统  贾晶   ( 江西农业 大学,南昌 30 3 ) 3 0 8  摘要 :本 文介绍 了基 于嵌 入 式操作 系统 W idws E和 A no C RM 平 台的语 音识 别 系统 ,该 系统使 用 了小 波神 经网络 技 术。   系统 使 用 ¥C 40芯 片进 行控 制和语 音识 别 ,使 用 S C 0 1 片 完成训 练算 法 、语 音信 号特 征提 取 ,具有 较好 的 可移植  3 21 P E 6A芯 性 ,在 小波神 经 网络 算 法的帮 助下 ,系统有较 高的识 别率 。   关键 词 :小波 ;神 经 网络 ;语 音识 别 ;嵌入 式 系统  中图分类号:T 3 1 2 P 1.   5 一 文献标识码 :A 文章编号:10— 59( 1) 9 02 — 2 07 99 2 2 0 — 08 0  0 、 引言  语音识别是将人类语音信号进行预处理、特征提取 ,然后和  测试 、训练 后存 储在 计 算机 中 的标准 模型 进行 比较 ,得 出判 定和  识别结果。从本质上讲,语音识别是通过先进的计算机 、信号处  理技 术将 语音 信号 转变 为计 算机 可 以识别 的 二进 制编码 ,并进行  处理 的技 术 。语音 识别 技术 在智 能家 电、工 业现场 控制 、机 器人  等领 域有 广 阔的应 用前 景 。   早期 的 语音 识别技 术 多基 于线 性系 统理 论 ,但人 的发 音是 复  杂 的非线 性过 程 , 以线 性 系统 理论 为基 础 的语音 识别 技术 局 限性  较大 。近 年 来 ,非线 性技 术逐渐 运 用 到了语 音识 别领 域 ,国 内外  学者 研 究较 多的 理论 有人工 神经 网络 、 小波变 换 等非线 性技 术 。   小波 变 化具 有时 频局部 性等 特 点 , 经 网络具有 自适 应性 好 、 神   容错 性 强等 优 点,结 合 以上两 种技 术 的优 点 ,本 文介 绍 了一种 基  于小 波变 换 神经 网络 的嵌 入式 语 音识别 系统 ,该系统 是智 能轮 椅  的组 成 部分 ,可 以让 轮椅 使用 者通过 语 音直 接控 制轮椅 的行 动 。   二 、 系统设 计  图 2 系 统硬 件结 构 图   ¥ C 4 0处 理 器 使用 A 3 21 RM9 O 内核 , 内部 时钟 可 以达 到  2T 2 0 z 可 以实现 复杂 的控 制算 法 。 3 2 1 有 17 I 接 口 0 MH , ¥C 4 0 1个 / O   和2 4个外 部中 断源 ,内置 U B控制 器 、 MA 控制 器 、 AR S D U T控  制 器 、I I 制器 等 ,可 以有效 简化 外 围电路 。 C控   S C 0 1 芯片 是 l P E 6A 6位微 控制 器 ,芯片集 成 了 MC U、AD、 /  D A、 AM 和 R M , / R O 具有较 高运 算速 度 , 可支 持 1 中断 向量 、 0个   1 4中断源 , 中断处 理 能力较 强 , 用其 进行 实 时语音 处理 比较 合 适 。   S C 0 1 支 持带 自动 增益 控制 功 能( G ) P E 6A A c 的麦 克风 输 入方 式 ,   可 以有 效减 小 系统硬 件复 杂度 。   ( )系 统功 能  三 根 据 智能轮 椅 的功 能 ,嵌入式 语 音识 别系 统需 要实 现语 音提  示和语 音 交互 两类 功能 。其 中 ,语音 提示 功能 要求 当轮 椅检 测 到  ( )语音 识别 原理 概述  一 现 有技 术条 件下 ,语 音 识别 一般 分为 两个 步骤 ,第 一步 是系  统 训练 , 二步 是语 音识 别 。 系统 训练 阶段 , 心任 务是基 于选  第 在 核 定 的识 别方 法 ,建立 基本 语音 单 元的 声学模 型 ,进 而得 到语 音特  征 参数 ,这 一过 程也 称 为 “ 学习 ” 。在 语音 识别 阶段 ,系统使 用特  定 算法 提取 语音 信 号 的特 征 参数 ,根 据一 定判 别准 则和 系统 模型  进行 比较 ,得 出识别 结果 。语 音识 别 的原理 如 图 1 示 。 所   语 加 l语     忙  4  立 、 圆    毒 端 日 立  障碍物 、轮椅 电量 不足 时 ,系 统 以语 音方 式及 时提 醒主 人 。语 音  交互 功能 要求 系统可 以识别 主人 的语 音指 令 ,实现 前进 、 后退 、   转 向等 功 能 。本文 主要介 绍语 音交 互 功能 的实现 。   ( 四)系 统工 作原 理  蕞  礞  瘦   歪  致  童  占   天 童    _ 毪坦加霉 . 』 日嚣  聋_ _   字  喧提   他_羹   ¨   +    + 特 刀 — 智能 轮椅 语音 识别 系统 的工 作分 为语 音训 练 、语 音识 别两 个  过程 。系 统工 作原 理如 图 3 示 。 所   :   哩   把  }   刚 I   弱 圳   — —   图 1语音 识别 原理  在 本 文介 绍 的系统 中 ,信号 预处 理后 得 到的特 征参 数将 在神  经 网络 中进 行 处理 。进行 语 音识 别 时,话 筒采 集 的实 时信 号经过  滤 波 、预加 重等 处理 后将 进 行特 征提 取 ,然后 和语 音库 中 的特征  参 数进 行模 式 匹配 ,最接 近 的模 式将成 为语 音 识别 的结 果 。   ( )系统 硬件 设计  二 系 统 以凌 阳

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