嵌入式语音识别系统设计与实现——基于FPGA的非特定人孤立词识别

"这篇硕士学位论文主要探讨了嵌入式非特定人孤立词语音识别系统的设计与实现，由北京工业大学的赵淳撰写，专业为软件工程，指导教师为黄樟钦和龚卫中。该研究源于‘十五’‘211工程’重点学科建设项目——‘环绕智能与嵌入式系统’和北京市教委基金项目——‘语言识别IP核研究’。论文重点关注FPGA（Field-Programmable Gate Array）平台上低成本、小词汇量、非特定人的孤立词语音识别控制系统的设计和实现。 在当前的语音识别技术中，嵌入式设备通常采用微控制器MCU或数字信号处理器DSP来实现。然而，FPGA由于其高性价比和实时处理能力，成为了新的选择。研究基于FPGA的语音识别片上系统（SoPC）对于提高性能和降低成本具有重要意义。 论文详细阐述了FPGA平台上的语音识别系统整体架构设计，包括适合嵌入式环境的语音识别算法的优化实现，以及系统软硬件划分的方法和实现策略。此外，还强调了辅助软件的易用性设计，以确保系统的可操作性。最后，该研究将非特定人的语音识别SoPC系统应用于控制不同的玩具，展示了其实用价值，并为基于FPGA的低成本SoPC语音控制系统提供了理论和实践基础。 关键词涵盖了语音识别、动态时间规整（DTW）、嵌入式系统以及非特定人识别。" 这篇论文所涉及的知识点主要包括： 1. 语音识别技术：它是让机器理解和响应人类语言的一种技术，目标是实现自然的人机对话。 2. 动态时间规整（DTW）：DTW是一种在序列数据中寻找最佳匹配对的方法，常用于语音识别中的模板匹配，以处理不同速度的语音信号。 3. 嵌入式系统：这是专门设计用于特定功能的计算机系统，如文中提到的玩具和学习类电子产品。 4. FPGA技术：这是一种可编程逻辑器件，能根据需求灵活配置，适合实时数字信号处理。 5. SoPC系统（System on a Programmable Chip）：它是在单一芯片上集成了处理器核、外围设备以及定制逻辑的系统，用于实现高性能、低功耗的嵌入式应用。 6. 非特定人识别：不同于特定人识别，非特定人识别系统旨在对任何人的语音都能做出反应，而不需要预先学习特定个体的声音特征。 7. 软硬件划分：在系统设计中，如何合理地分配功能给软件和硬件是优化性能和资源利用率的关键。 8. 成本优化：研究的目标之一是设计出低成本但性能良好的语音识别解决方案，这涉及到算法的优化和硬件平台的选择。 9. 语音识别应用：论文展示了如何将研究成果应用于玩具控制，体现了其实用性和商业化潜力。