基于双麦克风降噪技术的语音识别系统(2)

　　1.2技术特点
　　（1）敏锐指向性可以更加清晰地拾取声源。独有的信号处理技术与以往麦克风比较，实现了敏锐的指向性，进行声音的清晰度处理。声源方向（0°）对于背面方向（180°）的衰减量与以往的麦克风比较大幅度改善30dB以上。此外，还可以实现10mm安装间距，如图2所示。
　　图2BU8332KV?M与以往麦克风指向性特点的比较
　　（2）大幅度提高语音识别率。可以使语音不劣化，能降低环境噪音。因此，提高在环境噪音条件下的语音识别率。通过检测，在环境噪音等级55dBSPL的环境下的语音识别精度从5%提高到90%。未使用时，噪音等级为55dBSPL，识别率急剧下降；使用时，即使噪音等级为65dBSPL，也可以实现45%的识别率。
　　图3使用BU8332KV?M时的语音识别精度
　　2硬件电路设计
　　2.1总体结构设计
　　整个系统的硬件电路主要包括语音处理和语音识別两个模块。语音处理模块主要为BU8332KV芯片电路，语音识别模块主要为STC10L08XE单片机和LD3320语音识别芯片电路。系统的实现方框图如图4所示。
　　图4系统总体结构框图
　　2.2语音处理部分
　　该部分采用ROHM公司的BU8332KV芯片。该芯片采用波束赋形技术形成指向性，因为将指向轴转向声源的方向，所以大大降低了环境噪音。通过噪音抑制的功能，进一步降低残留在指向轴方向的固定噪音。这个技术和仅仅使用噪音消除的技术不同，可以更加强调声源，通过最优化处理，然后将降噪后的语音输入到LD3320中。该技术的其他功能如下：使用波束赋形技术功能时的处理延迟时间为10ms以下；搭载降低残留在轴向指向方向的固定噪音的噪音抑制功能；模拟输出（LINEOUT）或者数字输出（PCM接口）；可用3.3V的单系统工作（内置核心电源调节器）；内置有麦克风用偏压、前置放大器的电路；双线主机接口；可以单机工作（内置E2PROM用SPI接口）。
　　2.3语音识别模块
　　LD3320内部通过快速而稳定的优化算法，完成非特定人语音识别，不需要用户事先训练和录音，不需要外接任何辅助的FLASH芯片，RAM芯片和A/D芯片[6?7]，就可以完成语音识别功能；因此LD3320的语音识别率准确率比较高，也比较稳定。LD3320芯片内部的语音识别原理框图[5?6]如图5中的圆角矩形框内所示。
　　图5语音识别原理框图
　　LD3320芯片与STC10L08XE单片机采用并行方式相接，单片机先将关键词列表发送给LD3320。语音识别的过程也是语音识别芯片完成的工作：把通过语音处理模块的语音流进行频谱分析，提取其中的语音特征，再和列表中的关键词语进行匹配，找出得分最高的关键词语作为识别结果输给单片机，单片机播放对应的提示音。
　　3性能测试与应用
　　本文所设计的语音识别系统主要用在语音控制按摩椅，在应用中最主要关注的是识别率以及实时性。为了检测识别效果，实验中选取几个不同音色的人在实验室安静环境下和加60dB噪音环境下分别进行多组词语测试，每个测试50遍。两种环境下部分语音命令测试的正确识别数据比例如表1、表2所示。
　　由表1、表2可知在实验室安静环境下，对于测试的语音命令平均识别率可达91.5%，在噪音环境下可达68%。两种环境下对单个语音命令处理后的波形如图6、图7所示。
　　4结语
　　噪声环境中的语音识别是当前语音信号处理领域的研究难点。本设计运用ROHM公司的BU8332KV芯片作为语音识别前端处理的核心；利用其双麦克风降噪技术来解决语音识别中的噪声问题；运用单片机和非特定人语音识识别芯片LD3320，完成了语音控制系统的语音识别模块的软硬件设汁。实验结果表明，基于双麦克风降噪技术的语音识别系统，对于语音命令的平均识别率可达90%，在噪音干扰下也有着65%以上的识别率。本系统抗噪声能力强，其双麦克风可以近距离安装，可以使系统小型化，通用化，随着智能产品的普及，该系统将有广泛的应用前景。
　　【参考文献】
　　[1]刘幺和，宋庭新.语音识别与控制应用技术[M].北京：科学出版社，2008.
　　[2]赵力.语音信号处理[M].2版.北京：机械工业出版社，2009.
　　[3]张晨燕，孙成立.非特定人孤立词语音识别系统的片上实现[J].计算机工程与应用，2007，43（13）：194?196.
　　[4]关胜平，何培宇，刘珂含，等.基于TMS320VC5509A的语音识别与控制系统[J].电子技术应用，2007，33（7）：36?39.
　　[5]孙兵.基于单片机的机械手声控系统设计[J].机械工程与自动化，2007（6）：113?114.
　　[6]佚名.LD332X语音识别芯片[EB/OL].[2010?07?01].http：//www.icroute.com/web_cn/LD332X.html.
　　[7]佚名.LD3320芯片简明调试步骤[EB/OL].[2010?07?01].http：//www.icroute.com/web_cn/LD332X_DebugProcess.html.

　　论文榜（www.zglwb.com），是一个专门从事期刊推广、投稿辅导的网站。
本站提供如何投稿辅导，寻求投稿辅导代理，快速投稿辅导，投稿辅导格式指导等解决方案：省级投稿辅导/国家级投稿辅导/核心期刊投稿辅导//职称投稿辅导。


期刊鉴别	论文检测	免费论文	特惠期刊	学术答疑	发表流程

搜索

基于双麦克风降噪技术的语音识别系统(2)