基于DHMM和VQ的關(guān)鍵詞識(shí)別研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、關(guān)鍵詞識(shí)別KWR是一種自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別ASR技術(shù)，其目的是在自然語(yǔ)音流中檢測(cè)和確認(rèn)一組由特殊場(chǎng)合決定的特定詞。隨著自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，關(guān)鍵詞識(shí)別技術(shù)已經(jīng)延伸到通訊、自動(dòng)控制、人機(jī)交互和信息檢索等諸多領(lǐng)域。現(xiàn)有關(guān)鍵詞識(shí)別系統(tǒng)主要是基于PC機(jī)的，不符合片上系統(tǒng)SOC體積小和低功耗的要求，因此基于集成電路IC的關(guān)鍵詞識(shí)別系統(tǒng)成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)?；贗C的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)主要通過(guò)DSP和FPGA兩種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于我國(guó)沒(méi)有高性能DSP的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)

2、，因此從成本控制上考慮，擁有開(kāi)發(fā)成本低、體積小和速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)的FPGA成為我國(guó)發(fā)展語(yǔ)音識(shí)別專(zhuān)用芯片的首選。
　　 目前，現(xiàn)有關(guān)鍵詞識(shí)別系統(tǒng)中的許多軟件算法很難用FPGA硬件電路來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。本文在研究KWR基本原理及主流識(shí)別算法的基礎(chǔ)上，通過(guò)研究分析離散隱馬爾可夫模型(DHMM)和引入矢量量化(VQ)模塊，研究設(shè)計(jì)了易于FPGA硬件電路實(shí)現(xiàn)的基于DHMM和VQ的關(guān)鍵詞識(shí)別系統(tǒng)。
　　 本文主要工作內(nèi)容如下：
　　

3、 (1)分析了HMM基本原理，重點(diǎn)研究了前向-后向算法、模型參數(shù)重估Baum-Welch算法和最佳狀態(tài)搜索Viterbi算法，并分析解決了多觀察值序列的模型參數(shù)重估問(wèn)題。
　　 (2)分析了語(yǔ)音信號(hào)預(yù)處理、端點(diǎn)檢測(cè)和特征參數(shù)提取的基本原理及常用算法，重點(diǎn)研究實(shí)現(xiàn)了MFCC特征提取算法和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于硬件電路實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)機(jī)法端點(diǎn)檢測(cè)。
　　 (3)分析了現(xiàn)有KWR系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，研究了離散化模型DHMM的訓(xùn)練算法，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)