【正文】 167。 近二三十年來，語音識別在計(jì)算機(jī)、信息處理、通信與電子系統(tǒng)、自動控制等領(lǐng)域中有著越來越廣泛的應(yīng)用。從識別對象的類型來看，語音識別可以分為特定人 (Speaker Dependent)語音識別和非特定人 (Speaker Independent)語音識別。 該設(shè)計(jì)對語音識別的現(xiàn)有算法進(jìn)行了驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)，并對端點(diǎn)檢測和匹配算法進(jìn)行了些許改進(jìn)。 PC 機(jī)和小車之間通過串口無線傳輸模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。近二三十年來，語音識別在計(jì)算機(jī)、信 息處理、通信與電子系統(tǒng)、自動控制等領(lǐng)域中有著越來越廣泛的應(yīng)用。連續(xù)語音識別是指對說話人以日常自然的方式發(fā)音，通常特指用于語音錄入的聽寫機(jī)。 聲音錄入 本設(shè)計(jì)利用 PC上的話筒口進(jìn)行聲音錄入。double39。 即： y=wavrecord(50000,220xx)。 167。一般而言， 噪聲的過零率大于氣音的過零率，而氣音的過零率又大于有聲音的過零率。音量譜 如圖 23 所示 ： 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5x 1 0421012聲音波形0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5x 1 0405001000音量譜 圖 23 音量譜 167。首先根據(jù) 過零率和音量積 設(shè)定一個(gè)較高的門限 T H , 若譜大于 T H ,則可確定 2 個(gè)端點(diǎn) A、 B, 并可認(rèn)為這 2 個(gè)端點(diǎn)之間是語音信號 , 這樣相當(dāng)于完成初判。 語音信號是一種典型的時(shí)變信號，然而如果把觀察時(shí)間縮短到十毫秒至幾十毫秒，則可以得到一系列近似穩(wěn)定的信號。求解該方程組，就可以得到系統(tǒng)的線性預(yù)測系數(shù)。 LPC 倒譜系數(shù)是描述說話人聲道特性的，廣泛應(yīng)用于聲紋識別。大量的研究表明， MFCC參數(shù)能夠比 LPCC 參數(shù)更好地提高系統(tǒng)的識別性能。這需要在計(jì)算之前先在語音的頻譜范圍內(nèi)設(shè)置若干個(gè)帶通濾波器： ( ) , 0 , 1 , , 1 , 0 , 1 , , 12m NH n m M n? ? ? ??????????? MFCC 參數(shù)的計(jì)算通常采用如下的流程： （ 1） 首先 確定每一幀語音采樣序列的點(diǎn)數(shù)。在 MATLAB 中利用 lpc 函數(shù)計(jì)算 LPC 系數(shù)，其語法為： a = lpc(x,n)。而對于孤立詞識別 ,HMM 算法和 DTW 算法在相同條件下 ,識別效果相差不大 , 又由于 DTW 算法本身既簡單又有效，但 HMM 算法要復(fù)雜得多。所要識別的一個(gè)輸入詞條語音稱為測試模板，可表示為 T={T（ 1）， T（ 2），??， T（ n），??， T（ N） }，n 為測試語音幀的時(shí)序標(biāo)號， n=1 為起點(diǎn)語音幀， n=N 為終點(diǎn)語音幀，因此 N為該模板所包含的語音幀總數(shù)， T（ n）為第 n 幀的語音特征矢量。但是這樣的計(jì)算沒有考慮到語音中各個(gè)段在不同情況下的持續(xù)時(shí)間會產(chǎn)生或長或短的變化，因此識別效果不可能最佳。（ 1） =1，河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 216。如果有必要的話，通過逐點(diǎn)向前尋找就可以求得整條路徑。接下來進(jìn)行動態(tài)規(guī)劃，為每個(gè)格點(diǎn)（ i， j）都計(jì)算其三個(gè)可能的前續(xù)格點(diǎn)的累積距離 D D2 和 D3。 end end % 累積距離矩陣 D = ones(n,m) * realmax。 end end dist = D(n,m)。上面設(shè)置了串口選擇框、錄音開始按鈕、語音識別結(jié)果框等。 小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本小車底盤采用三輪結(jié)構(gòu)，兩個(gè)動 力輪分別由兩個(gè)直流電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動。指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051單片機(jī)，但速度比傳統(tǒng) 8051單片機(jī)快 812倍。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 34 第二復(fù)位電路 本電路單片機(jī)時(shí)鐘采用的是 12MHZ，故復(fù)位電路采用第二種。單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘電路受溫漂等影響較大，當(dāng)對精度要求不高時(shí)可以使用內(nèi)部時(shí)鐘。 L298 的外圍電路也是 非常重要的，圖 37 為 L298 的外圍電路。 主程序流程圖 圖 39 主函數(shù)流程圖 LM7805 Vin Vout=5V 系統(tǒng)初始化 前進(jìn) 停止 后退 串口數(shù)據(jù) 1 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 小車單片機(jī)采用 STC12C5260S2，此單片機(jī)屬于 8051 內(nèi)核，采用 KEIL 開發(fā)環(huán)境來編程。 //設(shè)置波特率 9600 TL1 = 0xFd。 } RI = 0。 break。查詢法主要是通過不斷查詢串口數(shù)據(jù)接收標(biāo)志位，當(dāng)標(biāo)志位置位時(shí)，說明串口數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)已滿，于是就可以把數(shù)據(jù)從接收緩沖區(qū)中讀出，其流程圖如圖 310。通過控制六個(gè)輸入口電平來控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)或者停止。這方面的試驗(yàn)還有待進(jìn)行。為了節(jié)省空間，源代碼這里省略不附。 if m1500 s(2)=m+abs(energy1400)。 end end switch k case 1 result=39。 End 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 35 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明 本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。 case 3 result=39。 m=realmax。 load Tdata1 m=fDTW(Tzou,Rvalue)。我的指導(dǎo)老師徐素莉老師在課題的更改和確立，還有課題整體思路把握，以及小車的總體方案設(shè)計(jì)上都給與了極大的幫助和指導(dǎo)。本設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。 L298 有六個(gè)輸入腳（ IN1,IN2,ENA。 } } } 167。 } /*************************主函數(shù) ******************/ void main() { Com_Init()。 //開總中斷 } 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 /**************************************************************** * 名稱 : Com_Isr() * 功能 : 串口中斷子函數(shù) * 輸入 : 無 * 輸出 : 無 **************************************************************/ void Com_Isr(void) interrupt 4 { static unsigned char i = 0。 //接收緩沖區(qū) /***************************************************************** * 名稱 : Com_Init() * 功能 : 串口初始化，晶振 ,波特率 9600，使能了串口中斷 * 輸入 : 無 * 輸出 : 無 *****************************************************************/ void Com_Init(void) { TMOD = 0x20。而單片機(jī)控制電路需要五伏的電壓，故需要設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)壓電路來輸出穩(wěn)定的 5 伏電壓供給單片機(jī)控制電路。 驅(qū)動電路設(shè)計(jì) 驅(qū)動電路的選擇及穩(wěn)定性對小車性能來說是至關(guān)重要的。單片機(jī)復(fù)位。其復(fù)位電路分兩種情況。整個(gè)小車實(shí)物圖見附錄一。整個(gè)系統(tǒng)以單片機(jī)作為控制中心，單片機(jī)前要接受上位機(jī)傳來的控制指令，后要根據(jù)收到的指令控制小車完成不同的功能。在 MATLAB 中，基本的圖形用戶界面對象包括三類：用戶界面控件對象，下拉式菜單對象和快捷菜單對象。 else D2 = realmax。 程序如下： function[dist]=fDTW(t,r) n = size(t,1)。 D（ N， M）即為最佳匹配路徑所對應(yīng)的匹配距離。（ n ），使得沿路徑的積累距離達(dá)到最小值，即： 搜索該路徑的方法如下：搜索從（ n ， m ）點(diǎn)出發(fā)，可以展開若干條 滿足 ?的路徑，假設(shè)可計(jì)算每條路徑達(dá)到（ n ， m ）點(diǎn)時(shí)的總的積累距離，具有最小累積距離者即為最佳路徑。路徑不是隨意選擇的，首先任何一種語音的發(fā)音快慢都有可能變化，但是其各部分的先后次序不可能改變，因此所選的路徑必定是從左下角出發(fā)，在右上角結(jié)束。設(shè) n 和 m 分別是 T 和R 中任意選擇的幀號， d[T（ n）， R（ m） ]表示這兩幀特征矢量之間的距離。用于孤立詞識別， DTW 算法與 HMM 算法在訓(xùn)練階段需要提供大量的語音數(shù)據(jù)，通過反復(fù)計(jì)算才能得到模型參數(shù)，而 DTW 算法的訓(xùn)練中幾乎不需要額外的計(jì)算。 語音識別中的模式匹配 167。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 （ 4）對 0 1 1, , , mL L L ? 計(jì)算其離散余弦變換，得到 mD ， 0,1, , 1mM??。再將每幀的頻譜參數(shù)通過一組 N 個(gè)（ N 一般為 20 ～ 30 個(gè)）三角形帶通濾波器所組成的 Mel 頻率濾波器，將每個(gè)頻帶的輸出取對數(shù)，求出每一個(gè)輸出的對數(shù)能量（ log energy）Ek， k =1， 2， ... N。 20 logcG? ????????????????????????? 11 ,1mm m k m kk kc a c a m pm???? ? ? ?? ???????????????? 11 ,mm k m kk kc c a m pm?????? ?????????????????? 3. Mel尺度 倒譜系數(shù) (MFCC) LPC 模型是基于發(fā)音模型建立的， LPCC 系數(shù)也是一種基于合成的參數(shù)。通常 x 為 240 點(diǎn)或256 點(diǎn)的數(shù)據(jù)， n 取 10~12，對語音識別來說就已經(jīng)足夠。一般情況下，極點(diǎn)的個(gè)數(shù)在 12~16 之間，就可以足夠清晰地描述語音信號的特征了。 特征參數(shù)概述 對于特征參數(shù)，有多種參數(shù)可供選取。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5x 1 04202聲音波形0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5x 1 04050過零譜0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5x 1 0405001000音量譜0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5x 1 04024x 1 04過零音量積譜 圖 24 過零音量積譜 167。 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5x 1 0421012聲音波形0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5x 1 040200400600過零譜 圖 21 平移前的過零譜 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5x 1 0421012聲音波形0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5x 1 040204060過零譜 圖 22 平移后的過零譜 167。除此之外 , 在語音合成、 編碼等系統(tǒng)中 ,高