基于SOPC的实时说话人识别控制器-BasedonSOPC.pdfVIP

基于SOPC 的实时说话人识别控制器 刘好新 指导老师：张歆奕 （五邑大学信息工程学院） 摘要：本文在DE2-70 开发板上实现了一个基于SOPC 的实时说话人识别控制器。实现的 控制器能通过分析提取输入语音的个性信息和语义信息，判断确认说话人的身份，进行 相应的控制操作。话者语音以定时器中断的方式进行采集。语音特征参数采用线性预测 倒谱系数（LPCC），匹配算法采用动态时间规整算法 （DTW）。本文对 DTW 算法进行了改 进，使得语音信号每采集完一帧即可立即进行运算。该系统获得了很好的识别效果。 关键词：SOPC，说话人识别控制器, 实时处理 A real-time speaker recognition controller Based on SOPC Abstract ：A real-time speaker recognition controller based on SOPC using DE2-70 development board is discussed in this paper. The controller can analyze and extract the personalized information and semantic information of input speech, so as to judge and confirm the identity of the speaker, and then make corresponding control. Speaker’s speech is collected using timer interrupt. Linear prediction cepstrum coefficients (LPCC) is selected as speech features, and dynamic time warping algorithm (DTW) as matching algorithm. This paper has made some improve of DTW which allow the system to process the data as soon as a frame of speech samples is collected. It makes a good effort in speaker recognize. Keyword ：SOPC, speaker recognition controller, real-time processing 1.作品介绍 1.1 功能 本文运用 SOPC 技术设计实现了一说话人识别控制器，可以作为声纹锁等产品原型。 所设计的控制器通过分析用户输入语音的说话人个性信息和语义信息，来判断当前的说 话人是否为目标说话人，即确认说话人的身份，进行是否开锁等相应的控制操作。 1.2 设计特点 本文在在设计上具有以下特点： 1、改进了线性预测倒谱系数(Linear Prediction Cepstral Coefficient, LPCC)和动 态时间弯折（Dynamic Time Warping ，DTW）语音处理算法，使得每收集完一帧语音信号 便可以进行处理，从而为语音的实时处理提供了算法上的可能； 2、在NiosII 核中加入用户自定义浮点运算指令，高速完成语音处理算法，初步体现了 软硬件协同设计的优势； 3、在软件设计上设置了一种等待机制，协调了语音样点采集（采用定时器中断方式采 集语音）与识别算法（主函数）之间的时序关系，增进了算法处理的实时性； 4、充分利用了DE2-70 的板载资源，如音频模块，Flash，SSRAM，SDRAM，LCD，LED， 数码管，拨动开关，按键等等； 5、设计及调试过程充分体现了软硬件协同设计的理念及其优势。 2.算法简介 一个说话人识别系统主要实现两方面功能：建模及识别。建模过程：系统首先计算 语音信号的特征参数，然后将其存储起来形成用户模板。识别过程：首先计算语音信号 的特征参数，然后将这一参数与模板参数进行匹配，根据匹配结果进行相应的对象控制。 说话人识别系统的框图如图 1 所示。本文采用的算法既分析提取输入语音的