基于DSP的語(yǔ)音識別計算器設計
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2)將離散譜X(k)通過(guò)M個(gè)Mel頻率濾波器組可得到Mel頻譜并通過(guò)對數能量的處理，得到對數頻譜S(n)。計算S(n)通過(guò)每一個(gè)濾波器的輸出，得到M個(gè)h(m)參數。
3)對所有濾波器輸出進(jìn)行對數運算，再進(jìn)一步進(jìn)行離散余弦變換(DCT)，即可得到MFCC參數。
一般在Mel濾波器的選擇中。Mel濾波器組都選擇三角形的濾波器，但也可以是其他形狀，如正弦形的濾波器組等。
2．4 模板匹配(HMM算法)
本文采用隱馬爾科夫模型(HMM算法)進(jìn)行模式匹配。它將特征矢量作為模板，在語(yǔ)音識別模式匹配時(shí)，對輸人的語(yǔ)音與模板庫中的模板進(jìn)行比較，最后將相似度最高的作為輸出結果。HMM算法解決由于說(shuō)話(huà)人語(yǔ)速不同和連續說(shuō)話(huà)的而帶來(lái)的失真問(wèn)題，還能大大減少運算時(shí)間，提高識別率。
隱馬爾可夫模型是一個(gè)雙重隨機過(guò)程的統計模型，其基本隨機過(guò)程是隱藏起來(lái)觀(guān)測不到的，另一個(gè)隨機過(guò)程則產(chǎn)生觀(guān)測序列。對于語(yǔ)音識別系統，觀(guān)測序列0就是矢量量化后的結果序列，模型λ就是由訓練語(yǔ)音得到的模板。語(yǔ)音的訓練過(guò)程就是產(chǎn)生模板λ的過(guò)程，而語(yǔ)音的識別過(guò)程就是求出在模板λ下，待識別語(yǔ)音的結果序列0的條件概率P[O／λ]。
由α(i)和β(i)的定義可直接得到：P[O／λ]=αt(i)βt(i)。而語(yǔ)音的訓練算法則較復雜，目前都采用迭代的方法得到a和b的近似解，其迭代公式如：
在實(shí)際應用中，僅對詞條的少數次發(fā)音進(jìn)行訓練的語(yǔ)音識別系統。不可能對各種復雜語(yǔ)境下的不同發(fā)音都有較高的識別率。某些較陳舊的識別算法如動(dòng)態(tài)時(shí)間彎曲法，只能把單詞的多次訓練發(fā)音形成多個(gè)模板，造成模板數量成倍增加，影響系統的實(shí)時(shí)性。而HMM能夠對一個(gè)詞的多個(gè)訓練序列進(jìn)行有效的融合而形成一個(gè)模板。當訓練發(fā)音的數量增多時(shí)，只會(huì )造成訓練過(guò)程的計算量增大。而不會(huì )使識別過(guò)程的計算量有絲毫增加，這對系統的實(shí)時(shí)性是相當有利的。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/166656.htm
3 系統測試
針對計算器的使用特點(diǎn)和環(huán)境，分別在2個(gè)地點(diǎn)測試系統的性能。1)封閉的實(shí)驗室(地點(diǎn)1)，噪聲較小，采集的信號較為良好，缺點(diǎn)是有回聲。2)課間休息的教室(地點(diǎn)2)，噪聲及大，干擾很強，信號的采集質(zhì)量很差。
因為整個(gè)系統的設計是實(shí)現計算器的計算功能，因此本次的實(shí)驗是在系統識別數字和運算符號等語(yǔ)音后在顯示器上顯示數學(xué)運算公式，并在識別出“等于”或“得出”2個(gè)詞組的語(yǔ)音后顯示出“=”和最后的計算結果。
在測試前預先采集5男5女共1 000個(gè)語(yǔ)音樣本(內容為數字0到100，加、減、乘、除、等于和十、百、千、萬(wàn)等基本計算所需要的數字和運算符號讀音)，并且對所有樣本進(jìn)行訓練。另外找10人(4女，6男)在各實(shí)驗地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)測試，每人10個(gè)，共100個(gè)未經(jīng)訓練的樣本。用這些樣本對系統進(jìn)行測試，其測試結果如表1所示。
由表l所示，在相同的實(shí)驗設備條件下，在噪聲較小的環(huán)境下的系統識別率要遠高于在嘈雜的環(huán)境下。特別是非經(jīng)訓練的樣本在嘈雜環(huán)境下的識別率比較低，主要是因為環(huán)境中的噪聲相當復雜，查看頻譜圖發(fā)現噪聲幾乎與說(shuō)話(huà)人語(yǔ)音混雜疊加，算法難以識別。
4 結論
本文設計的語(yǔ)音識別計算器系統，除兼有語(yǔ)音識別的功能，還能對識別的語(yǔ)音信號做進(jìn)一步處理。由于采用HMM模型對語(yǔ)音信號進(jìn)行端點(diǎn)檢測，大大提高語(yǔ)音信號起止點(diǎn)判斷準確性，提高了識別的準確率。由于系統運算復雜。計算量和存儲量都很大，同時(shí)也需要實(shí)時(shí)處理語(yǔ)音信號與算法，系統所采用的TMS320VC5509，由于其具有0．05 MW／MIPS的功耗，800 MIPS的運算能力等優(yōu)越的性能，完全能夠滿(mǎn)足實(shí)時(shí)識別功能。實(shí)驗表明，該計算器系統處理速度快，運行穩定，達到了設計要求。
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