针对非特定人声的语音识别系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

本毕业设计目的是设计针对非特定人声的语音识别系统，非特定人语音识别是不用针对指定发音人的识别技术，这种语音识别技术不分年龄、性别，只要发音人说的是相同的语言就可以识别。随着移动互联网的快速发展和普及,移动终端越来越贴近人们的日常生活,更自然的人机交互方式就显得很重要。而语音识别技术为更好的人机交互提供了可能性,使其更自由和更方便。设计出一个可用的语音识别风扇是大众生活便捷化、智能化的进步，在设计中考虑更加合适的、更加经济的、更加实用的方案，才能使设计产品有一定的使用意义。在设计中，通过学习增强自身知识贮备，实践动手考虑实际，锻炼自己的实际处理问题的能力。不仅仅为做出像样的产品，更重要的是锻炼自己。

语音识别系统的应用可以分为两个发展方向：一个方向是大词汇量连续语音识别系统，主要应用于计算机的听写机，以及与电话网或者互联网相结合的语音信息查询服务系统，这些系统都是在计算机平台上实现的。另外一个重要的发展方向是小型化、便携式语音产品的应用，如无线手机上的拨号、汽车设备的语音控制、智能玩具、家电遥控等方面的应用，这些应用系统大都使用专门的第三方软件来实现，特别是近几年来迅速发展的语音识别处理专用芯片（application specific integrated circuit，asic）和语音识别片上系统（system on chip，soc）的出现。

在语音识别中用到的技术称为语音识别技术，也被称为自动语音识别 automatic speech recognition，(asr)，其目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入，例如按键、二进制编码或者字符序列。与说话人识别及说话人确认不同，后者尝试识别或确认发出语音的说话人而非其中所包含的词汇内容。在国外，从开始研究语音识别技术至今，语音识别技术的发展已经有半个多世纪的历史。语音识别技术研究的开端，是davis等人研究的audry系统，它是当时第一个可以获取几个英文字母的系统。到了20世纪60年代，伴随计算机技术的发展，语音识别技术也得以进步，动态规划和线性预测分析技术解决了语音识别中最为重要的问题——语音信号产生的模型问题；70年代，语音识别技术有了重大突破，动态时间规整技术（dtw）基本成熟，使语音变得可以等长，另外，矢量量化（vq）和隐马尔科夫模型理论（hmm）也不断完善，为之后语音识别的发展做了铺垫；80年代对语音识别的研究更为彻底，各种语音识别算法被提出，其中的突出成就包括hmm模型人工神经网络（ann）；进入90年代后，语音识别技术开始应用于全球市场，许多著名科技互联网公司， 如ibm，apple等，都为语音识别技术的开发和研究投入巨资；到了 21 世纪，语音识别技术研究重点转变为即兴口语和自然对话以及多种语种的同声翻译。在国内，关于语音识别技术的研究与探索从20 世纪80 年代开始，取得了许多成果并且发展飞速。例如：清华大学研发的语音识别技术以1183 个单音节作为识别基元，并对其音节进行分解，最后进行识别，使三字词和四字词的准确率高达98%；中科院采用连续密度的hmm，整个系统的识别率达到89.5%，声调和词语的识别率分别是 99.5%和95%。目 前，我国的语音识别技术已经和国际上的超级大国实力相当， 其综合错误率可控制在10%以内。清华大学电子工程系语音技术与专用芯片设计课题组，研发的非特定人汉语数码串连续语音识别系统的识别精度，达到94.8%（不定长数字串）和96.8%（定长数字串）。在有5%的拒识率情况下，系统识别率可以达到96.9%（不定长数字串）和98.7%（定长数字串），这是目前国际最好的识别结果之一，其性能已经接近实用水平。研发的5000词邮包校核非特定人连续语音识别系统的识别率达到98.73%，前三选识别率达99.96%；并且可以识别普通话与四川话两种语言，达到实用要求。中科院自动化所及其所属模式科技(pattek)公司2002年发布了他们共同推出的面向不同计算平台和应用的“天语”中文语音系列产品——pattekasr，结束了中文语音识别产品自1998年以来一直由国外公司垄断的历史。

2. 研究的基本内容与方案

本设计基本内容为设计出语音识别风扇嵌入式系统，目的是要求能针对非特定人声进行识别然后让风扇进行开启、关闭、摆头、定向以及进一步的挡位调节的语音控制。

3. 研究计划与安排

第01-02周：查阅相关资料，了解语音识别的原理方法，学习其他成功案例，思考设计难点；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]马忠梅，单片的c语言应用程序设计（第三版[m]） 北京航空航天大学出版社，2003

[2]孙涵芳，单片机原理及应用（修订版）[m] 北京航空航天大学出版社，2003

[3]付晓光，单片机原理与实用技术[m]，北京，清华大学出版社，2004