面向智能家居的语音识别技术研究与实现

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lylor98
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智能家居是一个典型的集计算机、通信和消费为一体的3C系统,利用传感器技术、网络传输技术、信息处理技术和音频视频技术将家居智能设备连接成一个整体,使用一个高效的管理系统对所有智能设备进行控制。语言交流是人类信息交换最直接的方式。在智能家居系统的使用过程中,将语音识别技术与控制技术相结合,正成为目前研究的热点。当前,智能手机的兴起,带动了语音识别技术的发展。在传统的智能家居系统中,采用专用的语音识别芯片对智能设备的控制,而且,现有的语音识别产品均须依托英特网平台。为了节省硬件资源,改变依赖因特网的现状,本文提出在智能家居管理系统中嵌入语音识别软件模块,实现智能设备的语音控制。本文以语音识别技术为主,详细分析了语音识别技术的基本原理和实现流程。从语音输入到识别输出,经过预处理、特征提取、模式匹配和模型建立四个环节。在预处理阶段,改进了传统双门限端点检测方法在多音段提取中存在的不足,提出了一种基于能量判决的双门限端点检测算法,用来减弱音频段的环境噪声。使用该算法提取不同情况下多音段信号中整个有声段。在语音信号的特征参数提取过程中,采用自相关函数法获取基音周期。由于语音的信息主要集中在低频部分,而梅尔频率倒谱系数(Mel FrequencyCepstrum Coefficient, MFCC)将线性频率转化为Mel频率,突出了语音的低频信息,从而有利于语音识别。在模式匹配过程中,使用动态时间规整识别算法,来匹配模型库中的语音信息,从而实现智能家居的语音控制。本课题设计了两款语音识别软件:分别基于Android平台和Matlab环境开发,对比了两类软件的优缺点。针对Matlab开发的语音识别软件系统,实现语音识别,并对此系统进行了识别率、实时性的测试。结果显示单音段的识别率取得了很好的识别效果,证明了此系统的识别算法具有良好的实用性。系统的不足之处在于对多音段的识别过程中识别率不高,实时性不好,本文分析了具体原因,并提出了修改方向。
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