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基于TMS320VC5507的语音识别系统实现

2012年05月31日 10:18 次阅读

  1 语音识别片上系统概述

  随着数字信号处理技术的发展,语音识别片上系统已成为人们研究的热点。然而,复杂的系统与硬件需求的矛盾,一定程度上限制了它的应用和推广。本文针对上述问题,采用相应的识别策略[1],合理安排算法流程,完成了高性能特定人与非特定人识别系统的片上实现。

  2 硬件平台

  DSP选型时需综合考虑运算速度、成本、功耗、硬件资源和程序可移植性等因素。本系统采用美国德州仪器(TI)生产的TMS320VC5507定点DSP作为核心处理器[2],并配合使用PLL时钟发生器、JTEG标准测试接口、异步通信串口、DMA控制器、通用输入输出GPIO端口以及多通道缓冲串口(McBSPs)等主要片内外设。系统硬件平台如图1所示。

  VC5507 DSP芯片采用先进的多总线结构,内含64 K&TImes;16 bit的片上RAM和64 KB的ROM;片内可屏蔽ROM固化有引导转载程序(Bootloader)和中断向量表等;采用流水线结构提高指令执行的整体速度。与C54x系列DSP不同的是,VC5507DSP的存储空间包括统一的数据、程序空间和I/O空间,寻址空间可达16 MB;片内包含两个算术逻辑单元(ALUs),在最高时钟频率200 MHz下,指令周期可达5 ns,最高速度可达400 MIPS。

  存储器采用三菱公司生产的M5M29GB/T320VP系列Flash芯片。全片容量2 MW,分为128个扇区,通过外部存储器接口(EMIF)方式与读写时序接入DSP;采用2.7 V~3.6 V单电源供电。该系列Flash支持块编程操作[3],读写速度要快得多,有利于实时性的改善。

  基金项目:国家自然科学基金资助项目60572083

  

  图1 语音识别系统硬件框图

  A/D、D/A转换器采用英国Wolfson公司生产的WM8973L芯片。该芯片支持16位A/D、D/A转换,具有可编程输入输出增益控制,可通过软件设置8~96 KHz的多种采样频率[4]。

  3 软件结构

  3.1 系统概述

  特定人识别系统采用12维MFCC参数作为识别引擎的特征参数,训练与识别都是在片上实时实现的,系统框架如图2(a)所示。在训练阶段,由片上实时提取每个词条的特征参数存放到Flash中作为模板库。在识别阶段,将待识别词条实时提取特征参数、端点检测以后,利用动态时间规整(DTW)算法与模板库中的所有模板进行匹配,选择失真度最小的模板作为识别结果。当词表改变时,只需调整Flash存储方式,算法本身无需改动。

  

  (a) 特定人系统

  

  (b) 非特定人系统

  图2 识别系统框架

  非特定人识别系统的输入特征矢量为27维,包括12维MFCC、12维MFCC一阶差分、一阶对数能量、一阶差分能量以及二阶差分能量。系统以基于因素的CDHMM模型为基本识别框架,采用Viterbi解码的帧同步搜索算法进行识别。HMM模型训练事先在PC机上进行,而Viterbi搜索则在DSP芯片上实时实现,整个系统为双层结构,如图2(b)所示。

  训练阶段主要完成如下任务:给定一个HMM模型和一组观察矢量集合,采用迭代算法调整模型参数,使得新模型和给定的观察矢量集合的似然度最大。首先用初始模型估计观察矢量由隐含层所有可能的状态序列输出的后验概率,然后根据前一步的估计结果,利用最大似然准则估计新的HMM模型,所得到的参数用作下一次迭代。识别阶段采用Viterbi搜索,所构建的识别网络包括状态号和状态连接关系等信息。为了减少网络搜索的内存占用量,采用每个词条单独建立网络的方法,使得每个词条的搜索过程可在内存中独立进行[5]。

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发表于 2017-10-12 09:10 165次阅读
亚马逊alexa语音助手识别还需要建立一个语音账...

服务机器人何时才能脱离“缺陷”的牢笼

相较于工业机器人,服务机器人在众多应用场景中与人类的互动方式更多样,面对的环境因素也就更为复杂,这也...

发表于 2017-09-29 14:08 272次阅读
服务机器人何时才能脱离“缺陷”的牢笼

市场新需求,伴读机器人刮起新浪潮

如今,在市场上,一种新的儿童伴读机器人开始掀起新热潮,或将成为本年度的科技“新星”。教育领域与机器人...

发表于 2017-09-28 13:49 342次阅读
市场新需求,伴读机器人刮起新浪潮

人工智能其实不算是一个新的话题

人工智能(AI)其实不算是一个新的话题,其实从上世纪40年代就开始引起广泛关注。而对于普通人来说,各...

发表于 2017-09-27 06:23 2999次阅读
人工智能其实不算是一个新的话题

“OK,谷歌洗碗”谷歌语音识别一句话启动洗碗机

据外媒报道,谷歌宣布,其语音助手即Google Assistant将在今年与各种家电设备整合在一起。

发表于 2017-08-31 00:07 317次阅读
“OK,谷歌洗碗”谷歌语音识别一句话启动洗碗机

MEMS麦克风技术满足音量市场的性能要求

MEMS麦克风含一个可移动的膜片和静态背板,采用常见的包括沉积和选择性蚀刻的工艺制作在硅晶圆基板上。...

发表于 2017-08-30 10:37 2026次阅读
MEMS麦克风技术满足音量市场的性能要求

人工智能行业薪酬曝光,智能语音识别是人工智能中的...

人工智能在互联网岗位薪酬排名中位列第三。

发表于 2017-08-28 11:31 4620次阅读
人工智能行业薪酬曝光,智能语音识别是人工智能中的...

自助接报案机器人“容容” 报案流程仅耗时10分钟

“您好!我是自助接报案笔录机器人,请问需要帮忙吗?”被众人围在中间的自助接报案笔录机器人,名叫“容容...

发表于 2017-08-08 09:47 747次阅读
自助接报案机器人“容容” 报案流程仅耗时10分钟

语音人工智能技术正在兴起 渐渐地语音技术已跟我们...

互联网时代,科技家居已经变得格外普遍。智能语音界面无处不在,或许现在的人们跟智能软件讲话的次数比邻居...

发表于 2017-07-19 09:09 361次阅读
语音人工智能技术正在兴起 渐渐地语音技术已跟我们...

初创公司该怎样在语音识别领域(AI)寻找到自己的乐园?

发表于 2017-07-17 12:59 437次阅读
初创公司该怎样在语音识别领域(AI)寻找到自己的乐园?

思必驰DUI开放平台首秀:让AI语音快速赋能智能...

思必驰开发者实战营”的workshop,这也是思必驰DUI开放平台的首秀,聚集了来自阿里巴巴、百度、...

发表于 2017-07-08 23:18 376次阅读
思必驰DUI开放平台首秀:让AI语音快速赋能智能...

以核心技术为源头,创造一个AI混合的商业生态

科大讯飞执行总裁兼消费者事业群总裁胡郁表示:“通过和开发者的长期合作,我们发现,如果把现在的语音技术...

发表于 2017-06-30 18:02 816次阅读
以核心技术为源头,创造一个AI混合的商业生态

辰汉-如何实现服务机器人的运算与控制

发表于 2017-06-09 17:18 654次阅读
辰汉-如何实现服务机器人的运算与控制

辰汉-如何实现服务机器人的运算与控制

发表于 2017-06-05 13:21 542次阅读
辰汉-如何实现服务机器人的运算与控制

从零开始打造智能语音助手

发表于 2017-04-17 17:10 1662次阅读
从零开始打造智能语音助手

ISD9160单芯片非特定人语音识别方案资料下载

发表于 2017-04-08 15:08 1396次阅读
ISD9160单芯片非特定人语音识别方案资料下载

低成本的语音识别方案(离线+在线)整理一下预研思路

发表于 2017-03-20 15:56 8137次阅读
低成本的语音识别方案(离线+在线)整理一下预研思路

谁做过DSP语音识别相关的工程,交流一下!

发表于 2017-03-12 22:05 1110次阅读
谁做过DSP语音识别相关的工程,交流一下!

关于语音采集以及发送的问题想请问下大家,急!!

发表于 2017-03-11 21:09 682次阅读
关于语音采集以及发送的问题想请问下大家,急!!

【Nuvoton ISD9160语音识别试用体验】结项总结 语音识别智能抽屉控制~~~~~~~~~

发表于 2016-12-23 09:19 2606次阅读
【Nuvoton ISD9160语音识别试用体验】结项总结 语音识别智能抽屉控制~~~~~~~~~

求助推荐IC

发表于 2016-12-22 17:29 682次阅读
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