【正文】 搜索路徑通過(guò)。 程序中，首先申請(qǐng)兩個(gè) n m 的距陣 D 和 d，分別為累積距離和幀匹配距河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 離。 m = size(r,1)。 end if j2 D3 = D(i1,j2)。根據(jù)這些圖形對(duì)象，可以設(shè)計(jì)出界面友好。小車(chē)共有兩個(gè)電機(jī)，有 L298 構(gòu)成的 H 橋來(lái)驅(qū)動(dòng)。 167。 當(dāng)單片機(jī)時(shí)鐘頻率小于 12MHZ 時(shí)，采用第一種復(fù)位電路。 圖 35 改進(jìn)后的實(shí)際復(fù)位電路 2. 晶振電路 STC12C5A60S2 單片機(jī)內(nèi)部含有 R/C 時(shí)鐘振蕩電路，單片機(jī)可以選擇使用內(nèi)部自有的 R/C 時(shí)鐘振蕩電路，也可以使用外接的高精度晶體 /時(shí)鐘。這里我采用L298 專用驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)。本系統(tǒng)采用線性穩(wěn)壓芯片 7805 把 8伏的電源電壓穩(wěn)成 5 伏輸出。 PCON = 0x00。 //定義為靜態(tài)變量，當(dāng)重新進(jìn)入這個(gè)子函數(shù)時(shí) i 的值不會(huì)發(fā)生改變 EA = 0。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 while(1) { switch(RxBuf[0]) { case 1: go_ahead()。 底層驅(qū)動(dòng)程序 底層驅(qū)動(dòng)程主要分兩塊兒：電機(jī)控制程序和串口控制程序。IN3,IN4,EAB）和四個(gè)輸出腳（ OUT1,OUT2。 本設(shè)計(jì)語(yǔ)音識(shí)別的準(zhǔn)確度還有很 大的提高空間，語(yǔ)音識(shí)別的程序效率還有待進(jìn)一步提高。另外很多論壇網(wǎng)友也幫我解答了一些問(wèn)題，并給我提供了很多資料。 energy=fenergy(wav)。 for i=1:3 if s(i)=0 amp。倒 39。停 39。 end k=0。 s=[1 1 1 1]。期間得到了身邊很多同學(xué)的鼓勵(lì)和支持，他們?cè)黾恿宋覉?jiān)持下去的勇氣。小車(chē)的硬件設(shè)計(jì)性能良好，軟件運(yùn)行正常，能達(dá)到預(yù)定要求。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 310 串口程序，查詢法 電機(jī)控制主要是通過(guò)控制 L298 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)控制電機(jī)。 default : 。 EA = 1。 //開(kāi)串口中斷 EA = 1。 部分主程序 部分程序如下： include include unsigned char RxBuf[32]={0}。 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) 小車(chē)的整個(gè)硬件電路共需要兩個(gè)電壓，電源電壓為 8 伏，直接供給直流電機(jī)。 圖 36 晶體振蕩電路 167。當(dāng)按鍵按下時(shí)，由于電阻 R1 的作用， RST 管腳保持為高電平。 STC12C5A60S2 單片機(jī)為高電平復(fù)位，及即要使得復(fù)位管腳 RST 保持一定時(shí)間的高電平。驅(qū)動(dòng)電路和穩(wěn)壓電路焊在同一通用板上，兩個(gè)板子用銅柱固定為上下兩層，節(jié)省空間。 小車(chē)總體框圖 系統(tǒng)總體框圖如下所示。 MATLAB 上的 GUI 設(shè)計(jì) MATLA 作為功能強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算軟件，同樣也提供了圖形用戶界面設(shè)計(jì)的功能。 if j1 D2 = D(i1,j1)。該計(jì)算過(guò)程一直達(dá)到格點(diǎn)（ n， m），并將 D（ n， m）輸出，作為模板匹配的結(jié)果。 程序?qū)崿F(xiàn) DTW 算法可以直接按上面的描述來(lái)實(shí)現(xiàn)，即分配兩個(gè) N M 的矩陣，分別為 積累距離矩陣 D 和幀匹配距離矩陣 d，其中幀匹配距離矩陣 d（ i， j）的值為測(cè)試模板的第 i 幀與參考模板的第 j 幀間的距離。求最佳路徑的問(wèn)題可以歸結(jié)為滿足約束條件 r 時(shí)，求最佳路徑函數(shù) m =216。 DP 算法可以歸結(jié)為尋找一條通過(guò)此網(wǎng)絡(luò)中若干格點(diǎn)的路徑，路徑通過(guò)的格點(diǎn)即為測(cè)試和參考模板中進(jìn)行計(jì)算的幀號(hào)。為了計(jì)算這一失真距離，應(yīng)從 T 和 R 中各個(gè)對(duì)應(yīng)幀之間的距離算起。 在孤立詞語(yǔ)音識(shí)別中，最為簡(jiǎn)單有效的方法是采用 DTW（ Dynamic Time Warping，動(dòng)態(tài)時(shí)間歸整）算法，該算法基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃（ DP）的思想，解決了發(fā)音長(zhǎng)短不一的模板匹配問(wèn)題，是語(yǔ)音識(shí)別中出現(xiàn)較早、較為經(jīng)典的一種算法。 167。 （ 3）計(jì)算 mP 的自然對(duì)數(shù)，得到 mL ， 0,1, , 1mM??。所以通常將加窗后的幀經(jīng)過(guò)快速傅立葉變換（ FFT），求出每幀的頻譜參數(shù)。由 式可得 LPC 到 LPCC 的直接遞推關(guān)系。 這里 x 為一幀語(yǔ)音信號(hào)， n 為計(jì)算 LPC 參數(shù)的階數(shù)。全極點(diǎn)線性預(yù)測(cè)模型 (LPC)可以對(duì)聲管模型進(jìn)行很好的描述，這里信號(hào)的激勵(lì)源是由肺部氣流的沖擊引起的，聲帶可以有周期振動(dòng)也可以不振動(dòng)，分別對(duì)應(yīng)濁音 (Vowel)和清音 (Consonant)，而每段聲管則對(duì)應(yīng)一個(gè) LPC 模型的極點(diǎn)。 特征參數(shù)提取 167。 圖 24 展示了過(guò)零譜、音量譜和過(guò)零率和能量成績(jī)構(gòu)成的譜線?？梢钥闯?，平移后，話音可以很容易從噪音中區(qū)分開(kāi)來(lái)。研究表明 ,即使是在安靜的環(huán)境下 ,語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)一半以上的錯(cuò)誤可能主要來(lái)基于 MTLAB 編寫(xiě)的語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)程序。 欲加重處理 預(yù)加重的目 的在于濾除低頻干擾，尤其是 50Hz 或 60Hz 的工頻干擾，將對(duì)于語(yǔ)音識(shí)別更為有用的高頻部分的頻譜進(jìn)一步提升。, 16 bits/sample （ 3） 39。dtype39。特定人是指只針對(duì)一個(gè)用戶的語(yǔ)音識(shí)別，非特定人則可用于不同的用戶。當(dāng)今，語(yǔ)音識(shí)別產(chǎn)品在人機(jī)交互應(yīng)用中已經(jīng)占到越來(lái)越大的比例。 167。下位機(jī)采用 STC2C5A60S2 單片機(jī)作為控制中心，采用 L298專用驅(qū)動(dòng)芯片搭建雙橋，進(jìn)行點(diǎn)擊的正反轉(zhuǎn)調(diào)速等控制。本設(shè)計(jì)采用的識(shí)別類型是特定人孤立詞語(yǔ)音識(shí)別。當(dāng)今，語(yǔ)音識(shí)別產(chǎn)品在人機(jī)交互應(yīng)用中已經(jīng)占到越來(lái)越大的比例。 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) ............................ 24 167。 程序?qū)崿F(xiàn) ................................ 16 167。 音量 ..................................... 7 167。 語(yǔ)音識(shí)別發(fā)展 ............................. 4 167。 本系統(tǒng)分上位機(jī)和下位機(jī)兩大方面。 近二三十年來(lái)，語(yǔ)音識(shí)別在計(jì)算機(jī)、信息處理、通信與電子系統(tǒng)、自動(dòng)控制等領(lǐng)域中有著 越來(lái)越 廣泛的應(yīng)用。 該設(shè)計(jì)對(duì)語(yǔ)音識(shí)別的現(xiàn)有算法進(jìn)行了 驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)，并對(duì)端點(diǎn)檢測(cè)和匹配算法進(jìn)行了些許改進(jìn)。 聲音的預(yù)處理 ................................... 6 167。 特征參數(shù)提取 .................................. 10 167。 小車(chē)總體框圖 ............................ 20 167。 部分主程序 .............................. 25 167。連接詞語(yǔ)音識(shí)別支持一個(gè)小的語(yǔ)法網(wǎng)絡(luò)，其內(nèi)部形成一個(gè)狀態(tài)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)電話語(yǔ)音查詢、航空定票等系統(tǒng)。上位機(jī)利用 PC 上 MATLAB 強(qiáng)大的數(shù)學(xué)計(jì)算能力，進(jìn)行語(yǔ)音輸入、端點(diǎn)監(jiān)測(cè)、特征參數(shù)提取、匹配、串口控制等工作，根據(jù)識(shí)別到的不同語(yǔ)音通過(guò) PC 串 口向下位機(jī)發(fā)送不同的指令。上位機(jī)利用 PC 上 MATLAB 強(qiáng)大的數(shù)學(xué)計(jì)算能力，進(jìn)行語(yǔ)音的輸入、端點(diǎn)監(jiān)測(cè)、特征參數(shù)提取、匹配、識(shí)別、串口控制等工作，根據(jù)識(shí)別到的不同語(yǔ)音通過(guò) PC 串口向下位機(jī)發(fā)送不同的指令。便捷時(shí)尚成為當(dāng)代人們的追求目標(biāo)。孤立詞識(shí) 別是指說(shuō)話人每次只說(shuō)一個(gè)詞或短語(yǔ)，每個(gè)詞或短語(yǔ)在詞匯表中都算作一個(gè)詞條，一般用在語(yǔ)音電話撥號(hào)系統(tǒng)中。目前的連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別大多是基于 HMM(隱馬爾可夫模型 )框架，并將聲學(xué)、語(yǔ)言學(xué)的知識(shí)統(tǒng)一引入來(lái)改 善這個(gè)框架，其硬件平臺(tái)通常是功能強(qiáng)大的工作站或 PC 機(jī)。 ch 代表聲音錄入采用的通道數(shù)，當(dāng) ch 為 1 時(shí)為單聲道，當(dāng) ch 為 2 時(shí)為立體聲。uint839。 分幀處理 在計(jì)算各個(gè)系數(shù)之前要先將語(yǔ)音信號(hào)作分幀處理。 167。 話音的能量遠(yuǎn)比噪聲的能量要大，故可河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 用能量來(lái)區(qū)分是靜音還是由話音。這里采用的是第二種方法，通過(guò)能量和過(guò)零率的乘積構(gòu)成的能頻值來(lái)判斷語(yǔ)音的端點(diǎn)。 線性預(yù)測(cè)(Linear Prediction)分析是最有效的語(yǔ)音分析技術(shù)之一，在語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別和說(shuō)話人識(shí)別等語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。因此僅用 12個(gè) LPC 系數(shù)就能很好地表示復(fù)雜語(yǔ)音信號(hào)的特征，這就大大降低了信號(hào)的冗余度并有效地減少了計(jì)算量和存儲(chǔ)量，使之成為語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音壓縮的基礎(chǔ)。倒譜實(shí)際上是一種同態(tài)信號(hào)處理方法，標(biāo)準(zhǔn)的倒譜系數(shù)計(jì)算流程需要進(jìn)行 FFT 變換，對(duì)數(shù)操作和相位校正等步驟，運(yùn)算比較復(fù)雜。實(shí)際上，人的聽(tīng)覺(jué)系 統(tǒng)是一個(gè)特殊河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 的非線性系統(tǒng)，它響應(yīng)不同頻率信號(hào)的靈敏度是不同的，基本上是一個(gè)對(duì)數(shù)的關(guān)系。 MFCC 參數(shù)的計(jì)算是以“ bark”為其頻率基準(zhǔn)的，它和線性頻率的轉(zhuǎn)換關(guān)系是： 102 5 9 5 lo g (1 )700mel ff ????????????????????? MFCC參數(shù)也是按幀計(jì)算的。 167。 DTW 算法由于沒(méi)有一個(gè)有效地用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行訓(xùn)練的框架，也不容易將低層和頂層的各種知識(shí)用到語(yǔ)音識(shí)別算法中，因此在解決大詞匯量、連續(xù)語(yǔ)音、非特定人語(yǔ)音識(shí)別問(wèn)題時(shí)較之 HMM 算法相形見(jiàn)絀。 無(wú)論在訓(xùn)練和建立模板 階段還是在識(shí)別階段，都先采用端點(diǎn)算法確定語(yǔ)音的起點(diǎn)和終點(diǎn)。 若 N=M 則可以直接計(jì) 算，否則要考慮將 T（ n）和 R（ m）對(duì)齊。路徑可以用函數(shù) m =216。對(duì)于（ ni， mi），其可達(dá)到該格點(diǎn)的前一個(gè)格點(diǎn)只可能是（ n ， m ）、（ n ， m 1）和（ n ， m 2），那么（ n ， m ）一定選擇這 3個(gè)距離之路徑延伸而通過(guò)（ n ， m ），這時(shí)此路徑的積累距離為： D[（ n ， m ） ]=d[T(n ),R(m )]+D[(n , m )] 其中的 n = n 1 ,m 1由下式?jīng)Q 定： D[（ n ， m ） ]=min{D[(n , m )],D[(n , m 1)],D[(n , m 2)]} 這樣可以從（ n ， m ） =（ 1， 1）出發(fā)搜索（ n ， m ），再搜索（ n ， m ），??，對(duì)每一個(gè)（ n ， m ）都存儲(chǔ)相應(yīng)的前一格點(diǎn)（ n ， m ）及相應(yīng)的幀匹配距離d[n ， m ]。這里 n 和 m 為測(cè)試模板與參考模板的幀數(shù)。 if(abs(nm)6) % 幀匹配距離矩陣 d = zeros(n,m)。 else D3 = realmax。操作方便的圖形用戶界面。穩(wěn)壓電路采用線性穩(wěn)壓芯片7805 來(lái)完成。 小車(chē)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制核心 串口接收 L298 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 電機(jī) 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 167。將 RST 管腳接1K 電阻 R1到地，其電路如圖 33 所示。用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部 R/C 振蕩器還是外部晶體時(shí)鐘。 L298 驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)置兩個(gè) H 橋電路，可以兩個(gè)電機(jī)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)。其電路圖如圖 38 所示：