matlab的語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)算法研究畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-24 18:57本頁(yè)面
【正文】 在同一器件上實(shí)現(xiàn)的結(jié)果比較，所用器件為Altera公司CycloneII系列的EP2C5T144C7，綜合工具為QuartusII ，優(yōu)化選項(xiàng)均為balanced。由表1的比較結(jié)果可以看出，雖然非流水線結(jié)構(gòu)的濾波器速度比流水線的慢，但所使用的資源卻大大減少，可滿足實(shí)時(shí)性的要求。此模塊的處理延遲為8個(gè)時(shí)鐘周期。 加窗、平均能量計(jì)算模塊 ?。?）相關(guān)公式 將通過(guò)高通濾波器的信號(hào)進(jìn)行加Hamming窗處理，窗長(zhǎng)為80個(gè)數(shù)據(jù)。處理所使用的計(jì)算公式如下： 其中，x(i)為通過(guò)高通濾波器后的信號(hào)，y(i)為經(jīng)過(guò)加窗處理后的信號(hào)?！ ?duì)經(jīng)過(guò)加窗處理過(guò)的信號(hào)，計(jì)算其平均能量的計(jì)算公式如下： 其中，y(0)、y(1)、……、y(79)為經(jīng)過(guò)加窗處理的信號(hào)，E_average為該幀的平均能量?！ ≡诩哟暗挠?jì)算中涉及到余弦的運(yùn)算，為了節(jié)省資源及提高處理速度，－cos（ei/79）部分的數(shù)值。 ?。?）平方器的實(shí)現(xiàn) 由于平方運(yùn)算與普通的乘法器相比具有一定的特殊性，因此在平方器的硬件實(shí)現(xiàn)上采用如下的算法來(lái)減少硬件資源并提高運(yùn)算速度： 設(shè)X的二進(jìn)制表示為 In In1……I1I0，Iij為第i位和第j位的乘積。由于在平方運(yùn)算中Iij＝Iji，故 Iij＋I(xiàn)ji＝2Iij。因此以4bit數(shù)的平方運(yùn)算為例，參考圖5，可以通過(guò)合并相同項(xiàng)后，左移一位（相當(dāng)于乘2運(yùn)算）來(lái)減少部分積的位數(shù)[7]。對(duì)所得到的部分積使用Wallace壓縮樹將部分積壓縮至兩組，然后再使用超前進(jìn)位加法器來(lái)得到最后結(jié)果。 由于本模塊計(jì)算得到的平均能量?jī)H用于同語(yǔ)音判決模塊中的門限比較，出于節(jié)省硬件資源的考慮，該平均能量和語(yǔ)音判決模塊中的門限均不化成dB單位。通過(guò)Matlab仿真驗(yàn)證，這種做法并不會(huì)影響到最后的判決結(jié)果。加窗、平均能量計(jì)算模塊的處理延遲為5個(gè)時(shí)鐘周期，圖6為本模塊的結(jié)構(gòu)框圖。圖中的ready_out信號(hào)為高通濾波模塊完成一次濾波計(jì)算后輸出的數(shù)據(jù)可讀信號(hào)，acc_clken信號(hào)為累加器的時(shí)鐘使能信號(hào)。 語(yǔ)音判決模塊 根據(jù)計(jì)算出的當(dāng)前幀的平均能量以及之前幀的情況，判斷該幀是否為語(yǔ)音幀。通過(guò)使用四個(gè)標(biāo)志位：frame_attribute[2:0]和smooth來(lái)決定是否需要進(jìn)行平滑，其中,frame_attribute[2:0]記錄前三幀的屬性，smooth記錄前三幀中是否存在非平滑過(guò)的語(yǔ)音。此模塊的處理延遲為1個(gè)時(shí)鐘周期。2．5 控制模塊 控制模塊控制高通濾波、加窗、平均能量計(jì)算以及語(yǔ)音判決模塊的運(yùn)行，并且根據(jù)實(shí)際情況對(duì)門限進(jìn)行更新。2．6 系統(tǒng)綜合結(jié)果 表2為本設(shè)計(jì)在兩款FPGA芯片上的綜合結(jié)果?！ 【C合結(jié)果顯示，本設(shè)計(jì)在硬件上占用的資源較少，并可在低成本的FPGA（考慮到成本，選用CycloneII系列的EP2C5T144C7）上實(shí)現(xiàn)。因此本設(shè)計(jì)也可以與其他數(shù)字語(yǔ)音處理模塊一起構(gòu)成完整的語(yǔ)音處理芯片。2．7 仿真結(jié)果及分析 圖7為ModelSim仿真結(jié)果。圖中最后一行信號(hào)為檢測(cè)結(jié)果，高電平表示語(yǔ)音，低電平表示靜音。由仿真結(jié)果可以看到，所設(shè)計(jì)的FPGA可以滿足準(zhǔn)確性及實(shí)時(shí)性的要求?！ ∮汕懊娓鱾€(gè)模塊的分析結(jié)果可以推算出，本設(shè)計(jì)在采集完一幀數(shù)據(jù)、在14個(gè)時(shí)鐘周期后可將判決結(jié)果輸出?！ ”疚慕榻B了基于短時(shí)能量和短時(shí)過(guò)零率的VAD算法的FPGA實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)采用VHDL進(jìn)行描述，并進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。,，符合實(shí)時(shí)性的要求。由于本設(shè)計(jì)采用VHDL進(jìn)行描述，因此具有可移植性，同時(shí)由于設(shè)計(jì)所使用的硬件資源并不多，因此也可以作為一個(gè)模塊應(yīng)用到其他系統(tǒng)中。第6章 總結(jié)基于Matlab語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)的常用方法,但在低信噪比環(huán)境中都不能有效定位端點(diǎn)。因此給出結(jié)合這兩種方法檢測(cè)語(yǔ)音段的位置,同時(shí)采用自適應(yīng)于不同的噪音背景下的判決準(zhǔn)則,經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明該算法行之有效,對(duì)于連續(xù)數(shù)字音,準(zhǔn)確率較原有算法平均提高16%,單個(gè)數(shù)字音提高26%。短時(shí)能量與熵是語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)的常用方法,但在低信噪比環(huán)境中都不能有效定位端點(diǎn)。因此給出結(jié)合這兩種方法檢測(cè)語(yǔ)音段的位置,同時(shí)采用自適應(yīng)于不同的噪音背景下的判決準(zhǔn)則,經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明該算法行之有效,對(duì)于連續(xù)數(shù)字音,準(zhǔn)確率較原有算法平均提高16%,單個(gè)數(shù)字音提高26%。MATLAB 是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境。使用 MATLAB，您可以較使用傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言（如 C、C++ 和 Fortran）更快地解決技術(shù)計(jì)算問(wèn)題. 本文介紹了基于短時(shí)能量和短時(shí)過(guò)零率的VAD算法的FPGA實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)采用VHDL進(jìn)行描述，并進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。,，符合實(shí)時(shí)性的要求。由于本設(shè)計(jì)采用VHDL進(jìn)行描述，因此具有可移植性，同時(shí)由于設(shè)計(jì)所使用的硬件資源并不多，因此也可以作為一個(gè)模塊應(yīng)用到其他系統(tǒng)中。致 謝本課題在選題及研究過(guò)程中得到李晉老師的悉心指導(dǎo)。李老師多次詢問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)，對(duì)我的論文提出了許多寶貴的意見和建議。在此，我對(duì)李老師的指導(dǎo)和幫助表示深深的感謝！在兩年的應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)習(xí)過(guò)程中，我得到了學(xué)部各位指導(dǎo)老師的耐心幫助，他們教授我知識(shí)，幫助我解決學(xué)習(xí)過(guò)程中的一些問(wèn)題，為我的成長(zhǎng)付出了辛勤的勞動(dòng)。在此，我也對(duì)各位老師表示衷心的感謝！此外，我還要特別感謝學(xué)部的領(lǐng)導(dǎo)和輔導(dǎo)員龍曉敏老師，有了他們的支持，才有我今天的成績(jī)。今后，我會(huì)以更加積極、努力的態(tài)度投入工作，取得更好的成績(jī)！參考文獻(xiàn)：1 Parhi K digital signal processing systems: Design and Implementation. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20032 Kuo S M， Lee B H著,:中國(guó)鐵道出版社,20043 韓雁,1996。18(6)4 3 , 2003
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