單片機(jī)的語(yǔ)音電子系統(tǒng)-全文預(yù)覽
【正文】 采用CMOS制造工藝，同時(shí)增加了軟件激發(fā)的弱振方式、空閑方式和掉電方式，系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下（時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài)），極大地降低了其功耗；另外，μ’nSPTM的指令系統(tǒng)還提供具有較高運(yùn)算速度的16位16位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令,為其應(yīng)用增添了DSP功能,在復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理方面既非常便利,又比專(zhuān)用的DSP芯片便宜得多. 說(shuō)話(huà)人識(shí)別模塊各組成部分完成的功能如下： （1）按鍵輸入部分：共有數(shù)字鍵、訓(xùn)練鍵、刪除鍵、確認(rèn)鍵和取消鍵等16個(gè)按鍵，用于密碼輸入和工作模式選擇。包括按鍵輸入、語(yǔ)音信號(hào)采集、語(yǔ)音信號(hào)處理、FLASH存儲(chǔ)擴(kuò)展、揚(yáng)聲器輸出、控制輸出以及LCD模組等。通過(guò)這些表示幀號(hào)的整數(shù)坐標(biāo)畫(huà)出縱橫線(xiàn)即形成網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)格中的每一個(gè)交叉點(diǎn)（n,m）表示測(cè)試模板中某一幀與參考模式中某一幀的交會(huì)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)兩個(gè)向量的歐氏距離。 動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整（DTW）算法基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的思想，解決了說(shuō)話(huà)人不同時(shí)期發(fā)音長(zhǎng)短、語(yǔ)速不一樣的匹配問(wèn)題。典型的方法有：矢量量化方法、高斯混合模型方法、隱馬爾可夫模型方法、動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整（DTW）方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。本系統(tǒng)采用的基音估計(jì)方法是：首先對(duì)帶通濾波后的短時(shí)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行線(xiàn)性預(yù)測(cè)，求取預(yù)測(cè)殘差；再對(duì)殘差信號(hào)求自相關(guān)函數(shù)，找出第一最大峰值點(diǎn)的位置，即得到該段語(yǔ)音的基音估計(jì)值。語(yǔ)音中最長(zhǎng)基音周期值約為20ms，本系統(tǒng)在估計(jì)基音周期時(shí)窗長(zhǎng)選擇40ms?！ 。?）基于短時(shí)平均幅度差函數(shù)（AMDF）的基音估計(jì) 基于短時(shí)平均幅度差函數(shù)（AMDF）在基音周期的整數(shù)倍位置存在較大的谷值，找到第一最大谷值的位置就可以估計(jì)出基音周期。P值選得過(guò)大雖然可以略微改善逼近效果，但也帶來(lái)一些負(fù)作用，一方面是加大了計(jì)算量，另一方面有可能增添一些不必要的細(xì)節(jié)。（1）LPC模型階數(shù)p的確定 為使模型假定更好地符合語(yǔ)音產(chǎn)生模型，應(yīng)該使LPC模型的階數(shù)p與共振峰個(gè)數(shù)相吻合，其次是考慮聲門(mén)脈沖形狀和口唇輻射影響的補(bǔ)償。而LPCC參數(shù)的計(jì)算有遞推公式，速度和精度都可以保證，識(shí)別效果也滿(mǎn)足實(shí)際需要。當(dāng)各組合參量間相關(guān)性不大時(shí)，會(huì)有較好的效果，因?yàn)樗鼈兎謩e反映了語(yǔ)音信號(hào)的不同特征?！ 。?）基于人耳的聽(tīng)覺(jué)機(jī)理，反映聽(tīng)覺(jué)特性，模擬人耳對(duì)聲音頻率感知的特征參數(shù)。其中基音能夠很好地刻畫(huà)說(shuō)話(huà)人的聲帶特征，在很大程度上反映了人的個(gè)性特征。特征提取的任務(wù)就是提取語(yǔ)音信號(hào)中表征人的基本特征。語(yǔ)音信號(hào)的采樣頻率為8kHz，每幀數(shù)據(jù)為20ms，共計(jì)160個(gè)采樣點(diǎn)。在識(shí)別時(shí)，將待識(shí)別語(yǔ)音與說(shuō)話(huà)人特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配，通過(guò)輸出電路控制門(mén)鎖電機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)門(mén)鎖的控制。與文本有關(guān)的聲紋識(shí)別系統(tǒng)要求用戶(hù)按照規(guī)定的內(nèi)容發(fā)音，每個(gè)人的聲紋模型逐個(gè)被精確地建立，而識(shí)別時(shí)也必須按規(guī)定的內(nèi)容發(fā)音，因此可以達(dá)到較好的識(shí)別效果；而與文本無(wú)關(guān)的識(shí)別系統(tǒng)則不規(guī)定說(shuō)話(huà)人的發(fā)音內(nèi)容，模型建立相對(duì)困難，但用戶(hù)使用方便，應(yīng)用范圍較寬。聲紋識(shí)別是一種根據(jù)說(shuō)話(huà)人語(yǔ)音波形中反映說(shuō)話(huà)人生理和行為特征的語(yǔ)音參數(shù)，自動(dòng)識(shí)別說(shuō)明人身份的技術(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，識(shí)
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