單片機(jī)的語(yǔ)音電子系統(tǒng)-閱讀頁(yè)
2025-07-11 12:40本頁(yè)面
【正文】 方法的研究越來(lái)越深入。 這些方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。本系統(tǒng)采用端點(diǎn)松馳兩點(diǎn)的（DTW）算法，端點(diǎn)松馳引起的計(jì)算量增加并不大，還可以放松對(duì)端點(diǎn)檢測(cè)的精度要求。DTW算法用于計(jì)算兩個(gè)長(zhǎng)度不同的模板之間的相似程度，用失真距離表示。把測(cè)試模板的各個(gè)幀號(hào)n=1～N在一個(gè)二維直角坐標(biāo)系中的橫軸上標(biāo)出，把參考模板的各幀號(hào)m=1～M在縱軸上標(biāo)出，如圖3所示。DTW算法可以歸結(jié)為尋找一條通過(guò)此網(wǎng)格中若干交叉點(diǎn)的路徑，使得該路徑上節(jié)點(diǎn)的距離和（即失真距離）為最小。2 硬件系統(tǒng) 語(yǔ)音電子門鎖系統(tǒng)的核心是說(shuō)話人識(shí)別模塊。說(shuō)話人識(shí)別模型的原理框圖如圖4所示?！ PCE061A是凌陽(yáng)公司開發(fā)的一種性價(jià)比非常高的16位單片機(jī)。采用44矩陣式鍵盤輸入，只使用具有鍵喚醒功能IOA的低8位，可以合理利用硬件資源，且編程靈活?！ 。?）FLASH存儲(chǔ)擴(kuò)展部分：用于存儲(chǔ)說(shuō)話人的個(gè)性特征參數(shù)參考模板?！ 。?）控制輸出部分：通過(guò)SPCE061A的可編程I/O口控制門鎖控制電機(jī)。（7）SPCE061A：說(shuō)話人的語(yǔ)音信號(hào)處理以及各部分的編程控制均由SPCE061A完成?！ 。?）訓(xùn)練模式，說(shuō)話人的聲音通過(guò)麥克風(fēng)進(jìn)入語(yǔ)音信號(hào)采集前端電路?？梢赃M(jìn)行三次訓(xùn)練，第二語(yǔ)音輸入時(shí)，提取的個(gè)數(shù)特征參數(shù)與由第一次語(yǔ)音輸入形成的特征參數(shù)模板進(jìn)行匹配，在匹配距離小于模板更新閾值時(shí)，將說(shuō)話人特征參數(shù)模板更新為兩次特征參數(shù)的平均值。 ?。?）認(rèn)證模式，同樣通過(guò)麥克風(fēng)錄入說(shuō)話人的聲音，再由SPCE061A對(duì)采集的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理，將提取的說(shuō)話人特征參數(shù)與存儲(chǔ)在外擴(kuò)FLASH內(nèi)的特征參數(shù)模板進(jìn)行匹配，匹配距離小于認(rèn)證閾值時(shí)，通過(guò)認(rèn)證；然后再判斷匹配距離是否小于認(rèn)證模式下的模板更新閾值，決定是否對(duì)模板進(jìn)行更新。 另外，每個(gè)用戶都有一個(gè)短密碼（用戶可自行修改），無(wú)論在訓(xùn)練模式還是認(rèn)證模式都要輸入此密碼，以形成或找到與該用戶相對(duì)應(yīng)的特征參數(shù)模板。3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 對(duì)于說(shuō)話人確認(rèn)系統(tǒng)，表征其性能的最重要的兩個(gè)參量是拒識(shí)率和誤識(shí)率。匹配閾值的設(shè)定與語(yǔ)音鎖系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合、功能側(cè)重有關(guān)，對(duì)于家庭、賓館等門鎖用戶，要求誤識(shí)率盡可能低，甚至為零；若用于公司員工考勤等同類功能，就不能有太高的拒識(shí)率。表1 100次實(shí)時(shí)匹配結(jié)果由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，對(duì)于同一個(gè)人相同發(fā)送的拒識(shí)率為8%；對(duì)于同一個(gè)人相似發(fā)音情況，因?yàn)橄到y(tǒng)是對(duì)說(shuō)話的人進(jìn)行判別，對(duì)于這種情況，無(wú)論拒絕或接受都是合理的；對(duì)于同一個(gè)人不同發(fā)音和不同人發(fā)音的情況，誤識(shí)率為零。對(duì)于門鎖用戶，這個(gè)結(jié)果十分理想的?！ ÷暭y識(shí)別與其他生物識(shí)別技術(shù)相比，除具有不會(huì)遺失和忘記、不需記憶、使用方便等優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下特性：用戶接受程度高，由于不涉及隱私問題，用戶無(wú)任何心理障礙；聲音輸入設(shè)備造價(jià)低廉，而其他生特識(shí)別技術(shù)的輸入設(shè)備通常造價(jià)昂貴。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、識(shí)別效果好。但是，在環(huán)境噪聲或干擾信號(hào)高于語(yǔ)音信號(hào)時(shí)，該系統(tǒng)將無(wú)法進(jìn)行正確的語(yǔ)音識(shí)別，在背景噪聲處理及其工程實(shí)際上還要進(jìn)
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