20世纪集成电路的发展为数字音频技术提供了良好的发展空间,使数字音频技术得到了迅猛的发展。随着音频处理技术的发展,作为其分支之一的语音识别技术也得到了广泛的应用。但这种技术都还未达到令人满意的程度,问题在于如何有效提高识别准确率。而此时,随着科技的发展,电子电路的设计正逐渐摆脱传统的设计模式,采用FPGA来设计电子电路正成为设计的趋势。这是因为采用FPGA设计电子电路不仅开发时间短,资金投入相对少,且可将电路板级产品集成为芯片级产品。基于以上分析,本文首先设计了具有良好线性特性的数字滤波器,通过改进的分布式多查找表方式,减少了乘法器的使用,优化了资源。利用滤波器对语音数据进行滤波,并通过Quartus II和Matlab联合仿真,得到具有较高信噪比的音频数据。在此基础上,通过比较特征提取的三种参数:线性预测编码系数(LPC),线性预测编码倒谱系数(LPCC)和Mel频率倒谱系数(MFCC),以及模式匹配的两种方式:动态时间弯折(DTW)和隐马尔可夫模型(HMM),本文提出了一种基于FPGA和Nios II软核处理器的嵌入式音频信号识别系统的设计方案。系统以Altera公司的Cyclone II FPGA芯片为核心,采用软硬件结合的方式来设计。首先由FPGA硬件完成音频数据的预加重和加窗分帧,由Nios处理器完成端点检测,特征提取,训练建模和模式匹配等各个模块的设计,由Matlab完成算法的验证,基本实现系统的功能。最后,根据实验室现有的实验条件,对端点检测的算法做了适当的改进,提高系统的识别性能,提高识别的准确率。