基于fpga说话人识别系统设计和实现

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1、摘要说话人识别是根据说话人语音中包含的个性特征来完成对说话人身份的辨认或者确认。说话人识别因其特有的优势受到了人们的广泛关注，经过多年的研究与探讨，已经出现了很多比较成熟的说话人识别系统。FPGA因其并行处理结构，处理速度块，能满足市场对系统实时性的要求，此外，FPGA采用sram工艺，可以无限编写程序，有利于系统的升级与维护。故本文实现的说话人识别系统采用FPGA作为实现平台。本文首先在深入研究说话人识别理论基础上，设计了一个适合在FPGA上实现的说话人识别系统，并采用Matlab对所设计的基于VQ的说话人识别系统进行了仿真与验证。然后采用各种逻辑设计技巧，完成了说话人识别系统的各个

2、FPGA功能模块的设计，同时分别采用Modelsim仿真工具验证其功能。论文主要研究内容如下：(1)分析了课题研究的目的与意义，讨论了说话人识别发展与研究现状，阐述了目前主要的语音特征参数与说话人识别算法。(2)针对FPGA结构，选取了易于在FPGA上实现的基于VQ的说话人识别模型，阐述了各个说话人识别系统的组成模块，并针对传统的VQ说话人识别系统，增加了语音增强处理，并将VQ失真测度改为加权距离测度。采用Manab软件，训练生成说话人识别模型库，并采用测试语音分析系统说话人识别效果。(3)分析了FPGA工作原理，阐述了Xilinx公司的FPGA开发套件ISEDesignSuitelO

3、．1，并简单的说明了说话人识别系统的FPGA硬件平台XUPⅥrteX．IIPro开发板进行了，为说话人识别系统的FPGA实现提供了硬件准备。(4)依据自上而下的模块设计准则，设计了基于FPGA说话人识别系统的各个功能子模块，包括预加重模块、分帧加窗模块、端点检测模块、语音增强模块、MFCC特征矢量提取模块、VQ模块和判决模块。并且，针对设计的各个功能子模块，采用Modelsim仿真工具，对它们进行了功能仿真与逻辑验证。(5)设计了控制模块，使各个系统功能子模块协调工作实现了说话人识别系统，并通过RS232串口将识别结果上传到PC机上，通过超级终端显示出来。使用Modelsim对整个说话

4、人系统进行了FPGA功能仿真验证与结果分析。．关键词：说话人识别；FPGA；MFCC；VQ；ModelsimnAbstractSpeakerRecognitionindentifyorV耐f3，theidentityofthespeakerbased0nthepersonalitycharacteristicsincludedinthespeaker’Svoice．SpeakerRecognitionhasreceivedextensiveattentionbecauseofitsuniqueadvantages，afteryearsofresearchandexploration，t

5、herehavebeenmanymatureSpeakerRecognitionsystem．FPGAcarlachievehigh．speedprocessingbecauseofitsparallelprocessingstructure，SOitcnnmeetthemarket’Srequestofthereal-time011thesystem．Inaddition,FPGAusingSRAMtechnology,canbeunlimitedprogramming，whichishelpfultosystemupgradeandmaintenance．TheSpeakerRec

6、ognitionsystemofthepaperusesFPGAasthehardwareplatform．First,onthebasisoffurtherrsearchofSpeakerRecognizationtheory，thispaperdesignaSpeakerRecognizationsystemsuitableforFPGAimplementation,andsimulateandverifythedesignedSpeakerRecognitionsystembasedonVQusingMatlab．thencompleteeachFPGAfunctionmodul

7、eofSpeakerRecognizonbyavarietyoflogicdesigntechnologies，inthesame，verifyitsfunctionwiththehelpofsimulationtoolofModelsim．Themaincontentisasfollows：(1)Analyzethepurposeandsignificanceofthesubject,discussthedevelopmentandresea