基于Xilinx FPGA的嵌入式非特定人孤立词语音识别系统设计与实现

该硕士论文深入探讨了基于Xilinx FPGA的嵌入式非特定人孤立词语音识别系统的具体设计与实现。作者赵淳，专注于软件工程专业，其研究源于国家十五计划重点学科项目——“环绕智能与嵌入式系统”以及北京市教委基金支持的“语言识别IP核研究”。语音识别作为人机交互的重要手段，对于实现自然语言理解具有重要意义，特别在嵌入式设备中，由于资源受限，对高效、低成本的语音识别解决方案的需求日益增加。 Xilinx FPGA因其高性能、灵活性和成本效益而被选为平台。相比于传统的微控制器(MCU)和数字信号处理器(DSP)，FPGA提供了更好的实时数字信号处理能力。本研究旨在设计一种针对玩具和教育电子产品的低成本、小词汇量、孤立词语音控制系统，这不仅具有理论价值，还旨在推动实际应用中的SoPC（系统级可编程芯片）语音控制系统的研发。 论文的核心内容包括以下几个方面： 1. FPGA语音识别系统整体结构设计：研究如何利用FPGA的并行计算能力和逻辑自定义特性构建一个高效的语音识别架构，确保实时性和准确性。 2. 嵌入式语音算法优化：针对嵌入式环境，开发出针对孤立词识别的专用算法，可能涉及特征提取、模式匹配和决策处理等步骤，以提高识别效率。 3. 软硬件划分与实现：讨论如何将软件算法合理地映射到硬件资源上，以及如何设计合理的硬件模块，如数字信号处理单元、控制单元等。 4. 辅助软件的可操作性：研究语音识别系统的用户界面和交互设计，确保系统易于操作和理解。 5. 实际应用验证：通过集成不同的玩具产品，展示基于FPGA SoPC的语音控制系统在实际场景中的性能，验证系统的有效性和实用性。 关键词：语音识别、动态时间规整（DTW）、嵌入式系统、非特定人。这些关键词体现了研究的核心技术和应用场景。论文的研究成果为低成本、低功耗的嵌入式语音控制技术的发展提供了重要的理论支持和技术积累。