基于SOC FPGA的車載語音識別系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、密級桂林電子科技大學碩士學位論文（全日制（全日制學術學術學位碩士）學位碩士）題目基于SOCFPGA的車載語音識別系統(tǒng)的研究與設計（英文）ResearchdesignofSOCFPGAbasedonboardspeechrecognitionsystem研究生學號:1302202020研究生姓名:成利江指導教師姓名指導教師姓名、職務職務:周萍教授申請學位門類:工學碩士學科、專業(yè)名稱:電子科學與技術提交論文日期:2016年4月論文答辯日期:

2、2016年6月摘要摘要隨著我國汽車使用的普及，用戶對汽車駕駛的舒適感及安全性要求也越來越高，在汽車上安裝語音識別系統(tǒng)將擁有可觀的市場前景。而車載環(huán)境下的語音識別系統(tǒng)在保證識別準確率的前提下，必須考慮系統(tǒng)實時性及小型化等問題，否則，難以保證高速狀態(tài)下汽車的安全。文章針對車載語音識別系統(tǒng)對實時性要求高、小型化及低功耗等問題，給出了一種基于SOCFPGA的語音識別系統(tǒng)的設計方案，該方案優(yōu)點在于將ARM硬核與FPGA集成在單芯片上，兼具了FPG

3、A并行處理的速度優(yōu)勢和ARM硬核處理復雜算法的高效率優(yōu)勢。文章首先闡述了語音識別系統(tǒng)的組成及基本原理，分別給出了語音信號預處理過程、特征參數(shù)提取算法及模式識別算法的理論支持；對MFCC和LPCC這兩種特征參數(shù)進行分析比較，選擇一種適合車載環(huán)境的特征參數(shù)；經(jīng)過對動態(tài)時間規(guī)整算法、隱馬爾科夫模型及人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型進行比較及可行性分析，選擇了動態(tài)時間規(guī)整算法作為模式匹配算法。其次，文章介紹了Altera的SOCFPGA系列芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其各

4、方面性能，同時對其開發(fā)工具SOCEDS及開發(fā)流程進行介紹；本系統(tǒng)選擇友晶DE1開發(fā)板作為硬件開發(fā)平臺，給出了開發(fā)板的內(nèi)部組成，并對其中WM8731音頻編解碼芯片做了具體介紹。最后，利用FPGA的VerilogHDL語言及ARM硬核Linux系統(tǒng)下的C語言實現(xiàn)語音識別系統(tǒng)，包括對WM8731音頻編解碼芯片的配置及語音預處理、特征提取及改進的DTW模式匹配算法的實現(xiàn)等，并在QuartusII中對Qsys及各基于VerilogHDL語言下的自