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语音识别及处理 杨媛 07222055 徐雅琨 07211121
DSP课程设计
实 验 报 告
语音识别及处理
院(系):电子信息工程学院通信工程系
设计人员:杨媛 徐雅琨 成绩: 工程50 报告20 答辩30 总分 评语:
指导教师签字:
日期:2010年1月19日
目 录
一、设计任务书……………………………………………………………2
二、设计内容………………………………………………………………2
三、设计方案、算法原理说明……………………………………………3
四、程序设计、调试与结果分析…………………………………………5
五、设计(安装)与调试的体会…………………………………………7
六、参考文献………………………………………………………………9
***附录源程序……………………………………………………………9
一、设计任务书:
1、设计背景:
语音识别(Speech Recognition)是指让机器听懂人说的话,即在各种情况下,准确的识别语音的内容,从而根据其信息,执行人的各种意图或执行特定的任务,其最终目标是实现人与机器进行自然语言通信。利用DSP可以对语音信号进行实时采集、提取语音特征向量、进行语音识别。语音识别系统对语音特征参量的提取可以采用FFT等算法,不同的参数表示不同的频谱包络。本设计要求利用DSP的DMA方式进行信号采集和信号处理,对语音信号进行实时识别。
由于环境的原因,我们采集到语音信号经常含有不同程度的噪声,因此要对语音信号中的噪声滤除。DSP利用直接存储器访问方式DMA采集数据时不打扰CPU,因此CPU可以对语音信号进行实时地滤波。本设计要求利用DSP的DMA方式进行信号采集和信号输出,对语音信号进行数字编码,滤波后进行解码。
2、设计要求及目标:
(1)对DMA进行初始化;
(2)对A/D、D/A进行初始化;
(3)编写DMA中断服务程序,实现语音信号的实时识别;
(4)根据识别系统的类型选择一种识别方法,采用语音分析方法分析出这种识别方法所要求的语音特征参数,作为标准模式由机器存储起来,形成标准模式库。
(5)对语音进行特征参数的分析,语音信号经过相同的通道得到语音参数,生成测试模板;
(6)将测试模板与参考模板进行匹配,将匹配分数最高的参考模板作为识别结果,从而实现语音的识别。
(7)编写DMA中断服务程序和滤波算法程序,实现语音信号的实时滤波;
3、设计思路:
首先利用DSP对语音信号进行分析,提取语音的特征参数,形成“模板”。语音识别系统对特征参量的提取可采用FFT算法。语音识别和说话人识别中的LPC倒谱和MEL倒谱,都与语音的频谱包络密切相关,不同的参数表示不同的频谱包络。识别时,对其进行特征参数的分析,识别参数可以选择平均能量、过零数或平均过零数、频谱、倒谱、线性预测系数,音长,音调,声调等超音段信息函数。最后将语音参数和模板进行比较,从而实现语音的识别。
利用DSP的DMA方式对外部含噪声的语音信号进行实时采集,语音信号先经过A/D转换为数字信号,利用MCBSP的接收寄存器接收数据。编写滤波算法程序,或调用DSPLIB中的滤波函数,对信号进行滤波。滤波后的数据利用DMA方式送到D/A转换器转换为模拟信号。
4、要求完成的任务:
(1)编写C语言程序,并在CCS集成开发环境下调试通过;
(2)对语音进行参数分析,和模板进行比较,实现语音识别;将包含噪声的语音信号进行滤波,从扬声器输出端口输出,比较滤波前后的信号的变化;
(3)按要求撰写设计报告。
二、设计内容:
利用DSP进行信号采集和信号处理,对语音信号进行实时识别,同时根据识别结果对外部输入的信号进行以下两种模式的处理:
(1)利用自适应滤波实现语音信号回波对消;
(2)实现声音变调处理;
三、设计方案、算法原理说明:
1、语音识别部分:
语音识别系统选用的方案如图表示:
下面分模块介绍各部分工作原理:
(1)CODEC模块
我们的CODEC模块以TLC320AD50为核心,其内部集成了16位A/D和D/A转换器,采样速率最高可达22.05KHZ, 并可通过外部编程进行设置。在TLC320AD50C内部DAC之前有插值滤波器,而在ADC之后有抽样滤波器,接受和发送可以同时进行。它采用两组模拟输入和两组模拟输出,有足够的共模抑制能力,可工作在差分或单端方式。输入增益和输出衰减可以通过外部编程控制。
AD50芯片使用差分输入、单端输出方式,这就需要将音频信号转换成差分信号,采用TLC2272低噪声的运算放大器实现转换功能。最后,AD50单端输出信号经音频功率放大器LM386放大后输出。CODEC内部电路如下图所示:
(2)Flash存储器
DSK提供了一个25
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