面向汽车电子控制的嵌入式语音识别系统设计

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1、学校代码：10255学号：2161320面向汽车电子控制的嵌入式语音识别系统设计DESIGNOFEMBEDDEDSPEECHRECOGNITIONSYSTEMFORAUTOMOTIVEELECTRONICCONTROL学科专业：控制工程论文作者：操太伟指导老师：白恩健答辩日期：2018年5月24日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰

2、写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签

3、名：日期：年月日日期：年月日面向汽车电子控制的嵌入式语音识别系统设计面向汽车电子控制的嵌入式语音识别系统设计摘要让机器听懂人类的语言一直是很多研究者的愿望。随着语音信号处理技术的不断进步和集成电路技术的发展，已经可以让机器听懂人的语言并做出动作。目前，语音识别技术正逐渐市场化，越来越多的人开始注意到语音在设备控制领域的独特优势。过去语音识别系统主要运行在PC和专用服务器上，由于这些设备不易携带以及成本等原因，将语音识别系统移植到更轻便的嵌入式系统中是很有必要的，本文基于这样的背景，开展了面向汽车控制的嵌入式

4、语音识别系统研究。本项设计在详细了解和研究国内外关于语音识别的研究现状基础上，针对汽车电子控制领域的需求，提出嵌入式语音识别系统的目标与任务，包括硬件系统搭建、语音识别算法仿真和软件系统搭建。硬件系统以ARM微处理器为核心，处理器外围包含语音信号采集、数据存储、结果显示等模块。这些模块相互联系，组成了一个能够支撑整个语音识别流程的硬件系统。算法方面首先阐述了在PC上和在嵌入式设备中实现语音识别算法的联系与区别，说明了在PC上对语音识别算法进行仿真的必要性，并使用Matlab工具对语音信号预处理、端点检测及特

5、征提取算法进行仿真。在特征提取方面，比较了线性预测系数(LPC)和美尔倒谱系数(MFCC)的优劣，选择识别成功率更高的MFCC作为语音识别特征参数。在识别算法方面，针对语音识别中语音信号的特征矢量不对齐问题，验证动态时间规划(DTW)算法的效果。对隐马尔可夫模型(HMM)训练和识别算法进行仿真，提出了一种解决孤立词语音识别中的拒绝识别问题的方案。最后通过比较上述两种识别算法的优劣，在I面向汽车电子控制的嵌入式语音识别系统设计PC上验证孤立词语音识别系统方案的可行性，确定选择基于HMM的孤立词语音识别作为最终

6、方案。将语音识别算法移植到嵌入式系统中，实现对汽车灯光的语音控制，并测试了识别成功率和干扰词的拒绝识别率。测试结果表明，当人与麦克风的距离在1米以内时，系统对孤立词的识别成功率接近90%，拒绝识别率超过70%。关键词：语音识别；嵌入式；隐马尔可夫模型；音节分割；模式识别II面向汽车电子控制的嵌入式语音识别系统设计DESIGNOFEMBEDDEDSPEECHRECOGNITIONSYSTEMFORAUTOMOTIVEELECTRONICCONTROLABSTRACTItisalwaysthewishofman

7、yresearcherstoletthemachineunderstandhumanlanguage.Withthecontinuousprogressofspeechsignalprocessingtechnologyandthedevelopmentofintegratedcircuittechnology,itisalreadypossibleforthemachinetounderstandhumanlanguageandmakeactions.Atpresent,voicerecognitiont

8、echnologygradualmarketization,andmoreandmorepeoplearebeginningtonoticetheuniqueadvantagesofvoiceinthefieldofdevicecontrol.Inthepast,thespeechrecognitionsystemmainlyoperatedonPCsanddedicatedservers.Becausethes