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基于STM32嵌入式平台的孤立词语音识别系统实现

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简介：
本项目基于STM32微控制器开发了一套孤立词语音识别系统，采用高效的信号处理算法和机器学习技术，实现了对特定词汇的精准识别。 在STM32嵌入式平台上实现孤立词语音识别系统。

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  • 基于STM32嵌入式平台的孤立词语音识别系统实现
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    本项目基于STM32微控制器开发了一套孤立词语音识别系统，采用高效的信号处理算法和机器学习技术，实现了对特定词汇的精准识别。 在STM32嵌入式平台上实现孤立词语音识别系统。
     
  • 基于STM32嵌入式平台的孤立词语音识别系统电路设计
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    本项目介绍了一种基于STM32微控制器的孤立词语音识别系统的硬件设计方案，适用于智能家居、机器人等领域。 语音识别技术是指通过机器来实现对人类语言信号的转换与理解，并最终研发出一种具备听觉功能的人工智能设备的技术手段。本项目主要研究孤立词语音识别系统及其在STM32嵌入式平台上的具体应用。 该系统的识别流程包括：预滤波、模数转换（ADC）、分帧处理、端点检测、预加重和加窗操作，以及特征提取与匹配等步骤。其中，端点检测采用短时幅度和短时过零率相结合的方法来确定语音的有效部分。随后根据人耳听觉感知特性计算每段音频的Mel频率倒谱系数（MFCC）。接着使用动态时间弯折(DTW)算法将这些特征值与模板进行匹配，并输出最终识别结果。 首先，我们利用Matlab对上述方法进行了仿真测试，在多次试验的基础上确定了各参数的最佳设置。然后在STM32嵌入式平台上实现该技术方案时，考虑到平台存储空间较小、计算能力相对较弱的特点，需要对该算法进行优化调整以适应硬件条件的限制。
     
  • 【毕业设计】基于STM32嵌入式平台的孤立词语音识别系统电路方案
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    本项目旨在开发一个基于STM32微控制器的孤立词语音识别系统。采用先进的信号处理技术，实现高效准确的语音命令识别功能，适用于智能家居、移动设备等多种应用场景。 欢迎下载研华科技主题白皮书《2019研华嵌入式服务指南》摘要如下：作为嵌入式市场的领导厂商，研华IoT嵌入式平台事业群提供一站式服务，整合了包括嵌入式主板与系统、软件、显示屏及外围设备在内的多种产品，并以客户需求为核心进行设计和服务。该系列解决方案广泛应用于各个行业领域。 随着物联网(IoT)和云计算时代的到来，除了深化现有产品的应用范围之外，研华还提供了软硬件结合的物联网解决方案，致力于发展基于IoT中心的智能应用，帮助客户快速实现物联网的应用落地。其嵌入式物联网解决方案涵盖M2.COM感知平台、网关设备、EIS边缘智能服务器以及WISE-PaaS嵌入式物联网软件平台。 本段落研究了孤立词语音识别系统及其在STM32嵌入式平台上实现的方法。该系统的识别流程包括预滤波、ADC转换（模数转换）、分帧处理、端点检测、预加重和加窗操作，特征提取及匹配等步骤。其中，端点检测(VAD)采用了短时幅度与短时过零率相结合的算法来确定有效语音段落，并根据人类听觉感知特性计算每帧语音的Mel频率倒谱系数(MFCC)，使用动态时间弯折(DTW)算法进行特征模板匹配以输出最终识别结果。首先利用Matlab软件对上述所有步骤进行了仿真测试，经过多次试验后得出所需各参数的最佳值。 接着将这些算法移植到STM32嵌入式平台上，在存储空间较小和计算能力相对较弱的情况下对其进行优化处理。最后成功设计并制作了基于STM32的孤立词语音识别系统，并附上了该系统的硬件总体结构图附件内容。
     
  • 基于STM32的孤立词语音识别系统
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    本项目设计并实现了一个基于STM32微控制器的孤立词语音识别系统。通过嵌入式技术和数字信号处理算法，该系统能够准确识别预设词汇，适用于智能家居、安防等领域。 STM32实现孤立词语音识别系统。
     
  • 基于HMM的孤立字(词)语音识别系统
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    本项目构建了一个基于隐马尔可夫模型（HMM）的孤立字（词）语音识别系统，旨在实现高效准确的语音转文本功能。通过分析音频信号中的特征参数，并结合语言学知识优化模型结构与训练过程，该系统能够有效地区分并识别给定词汇表内的独立发音单元。 利用HMM的孤立字（词）语音识别程序可以实现对单独发音的汉字或词语进行有效的语音识别。这种方法在处理单个词汇的语音输入时表现出色，能够准确地将音频信号转换为文本形式。通过建立每个字或词对应的HMM模型，并对其进行训练和优化，该系统能够在多种应用场景中提供可靠的服务。
     
  • 基于MATLAB的孤立词语音识别系统的分析.pdf
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    本论文探讨了基于MATLAB平台开发的孤立词语音识别系统，通过详细分析其设计原理、实现技术和性能评估，为相关研究提供了有价值的参考。 在语音识别领域中使用MATLAB进行研究是一项常见的做法。作为一种强大的数值计算软件，MATLAB提供了信号处理、数据分析及图形用户界面（GUI）开发的功能，使研究人员能够快速地测试和验证算法。 孤立词语音识别系统专注于理解并识别预先定义的单独发音词汇，在命令识别等场景中有广泛应用。与连续语音识别相比，这种系统的实现较为简单。 离散余弦变换（DCT）是一种将信号从时域转换为频域的技术，在处理语音信号时非常有用，能够提取出关键频率分量来支持后续分析和模式识别。 Mel频率倒谱系数（MFCC）是语音特征提取的一种常用方法。它通过模拟人耳的听觉特性，经过梅尔滤波器组、对数压缩及离散余弦变换等步骤得到反映频谱特性的系数，广泛用于分类与识别任务中。 动态时间规整（DTW）算法能够测量不同长度序列间的相似度，在语音识别场景下尤其有用。它能处理发音速度变化的问题，确保即使在不同的语速条件下也能准确地匹配相同的语音内容。 MATLAB GUI开发工具可以帮助创建直观的用户界面，这对于提供实时反馈和操作控制至关重要。 快速傅里叶变换（FFT）能够高效计算离散信号的频谱信息，在语音识别中应用广泛。它帮助理解声音信号特性并进行进一步处理。 在特征提取前对原始音频数据进行预处理是必要的步骤之一，包括噪声消除、增益调整及滤波等操作以提高后续分析质量。 文档中的“sw(n)=s(n)xw(n)”可能指的是一种窗口化技术，在MATLAB中用于限定信号分析的时间范围，并减少边缘效应的影响。此外，孤立词语音识别系统的实现还涉及在嵌入式硬件平台上的优化处理需求。 综上所述，基于MATLAB构建的孤立词语音系统利用了多种关键技术如DCT、MFCC、DTW等进行特征提取与模式匹配；同时通过GUI开发提供良好的用户体验，并且考虑到了对特定硬件资源的有效使用。
     
  • 基于SoPC的孤立词语音识别系统的开发设计
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    本项目旨在开发一款基于可编程片上系统（SoPC）的孤立词语音识别系统。通过优化硬件资源利用和提高算法效率，该系统能够实现高效、低功耗的小规模词汇量语音识别功能，适用于智能家居、移动设备等场景。 采用SoPC方法实现了一种基于动态时间规整（DTW）算法的孤立词语音识别系统，并将其应用于电器系统的语音命令控制模块。考虑到嵌入式系统的特点，对端点检测算法和模式匹配算法进行了选择与调整。实验结果表明，该语音识别系统的运行速度和准确性能够满足语音控制的需求。SoPC设计方式具有灵活性，便于后续改进升级。
     
  • 基于DTW的孤立词识别GUI系统
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    本项目开发了一套基于动态时间规整(DTW)算法的孤立词语音识别图形用户界面(GUI)系统，旨在为用户提供直观便捷的操作体验。该系统能够有效提升特定词汇在无背景噪音环境下的识别准确率，适用于教育、智能家居等多种场景应用。 基于Matlab GUI平台实现了一个使用DTW进行语音识别的演示系统。该系统支持现场录制语音，并采用MFCC进行特征提取。
     
  • 基于矢量量化的孤立词0-9语音识别
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    本研究探讨了利用矢量量化技术进行孤立数字单词（0至9）的语音识别方法，旨在提高小规模词汇集下的识别准确率和效率。 0-9孤立词语音识别系统已经完成。每个数字包含10组训练样本，每组含有10个语音文件，类内识别正确率为100%。该项目为个人原创作品，若出现雷同情况，则视为抄袭行为。相关代码包括用于训练的training.m文件和用于识别的recogfinal.m文件。