语音信号的提取与识别-基于VQ算法的说话人识别

本科毕业设计（论文）毕业设计说明书语音信号的提取与识别基于VQ算法的说话人识别作者学号学院系电子工程专业通信工程指导教师评阅人20XX年6月本科毕业设计（论文）毕业设计（论文）任务书学院（系）电子工程系专业通信工程学生姓名学号设计论文题目语音信号的提取与识别起迄日期20XX年3月15日20XX年6月13日设计论文地点指导教师专业负责人发任务书日期20XX年3月15日本科毕业设计（论文）毕业设计（论文）任务书1毕业设计（论文）课题的任务和要求1、了解声音信号的特征参数，及现阶段研究处理方法。以现阶段信号处理领域比较活跃的语音信号为具体研究对象，进行相关知识的了解与学习。2、针对不同说话人的语音信号特征进行说话人识别初步研究。3、学会在语音信号处理中使用MATLAB软件工具。4、根据研究情况利用MATLAB语言进行相关算法的实现。2毕业设计（论文）课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）1查阅相关资料，利用已学的相关知识进行消化和理解。2了解现阶段的语音处理情况，分析研究相关的基本算法。3研究学习一种基本的识别处理方法。4学习相关信号处理软件。5对软件的学习达到能对基本的算法进行软件的处理。6并在对算法理解的基础上用MATLAB编制相关程序并调试完成实验。7完成毕业设计论文。本科毕业设计（论文）毕业设计（论文）任务书3对毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图纸、实物样品等1利用所学知识对具体的语音信号的特征及处理方法进行学习研究，达到对专业知识的复习与理解。2利用所学的处理软件，对声音信号进行一定的处理，并有相关例子的图形表示。3按要求完成毕业论文。4毕业设计（论文）课题工作进度计划起迄日期工作内容20XX年3月15日4月1日4月1日5月30日6月1日6月22日查阅相关资料，并对专业知识进行学习。按要求进行论文的准备工作。论文答辩所在专业审查意见负责人年月日学院（系）意见院（系）领导年月日本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文）摘要语音识别（SPEECHRECOGNITION）是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的技术。说话人识别是语音识别的一种特殊方式。本论文中，将主要介绍说话人识别系统。通过采用VQ（VECTORQUANTIZATION,矢量量化）算法，对说话人的识别进行了初步探讨和研究，实现了在MATLAB软件环境下说话人的语音识别，并针对VQ的主要特点及不足做出了总结,并提出了改进。VQ算法基于LBG算法的思想，首先解决了矢量量化码书生成的问题，设计一个好的码本；其次是解决了未知矢量量化的问题。最后是判决逻辑，识别结果输出。关键词语音识别，说话人识别，VQ，MATLAB，LBG算法本科毕业设计（论文）ABSTRACTSPEECHRECOGNITIONISAKINDOFTECHNOLOGYTHATISUSINGCOMPUTERTOTRANSFERTHEVOICESIGNALTOANASSOCIATEDTEXTORCOMMANDBYIDENTIFICATIONANDUNDERSTANDSPEAKERRECOGNITIONISAKINDOFSPECIALWAYOFVOICEIDENTIFICATIONSTHEPAPERISGOINGTOINTRODUCESPEAKERRECOGNITIONINTHISPAPER，VQARITHMETICISADAPTEDTOSTUDYANDRESEARCHTHEIMPLEMENTTHEIDENTIFICATIONOFSPEAKER，ANDSPEECHRECOGNITIONFORSPEAKERISREALIZEDBYUSINGMATLABINTHEEND，THISPAPERGETSACONCLUSIONONTHEFEATUREANDTHESHORTAGEOFVQANDPUTFORWARDTHEIMPROVEMENTVQARITHMETICBASEDONTHEMETHODOFLBGHASSOLVEDTHEPROBLEMSTHATSETUPGOODCODEBOOKOFVECTORQUANTIZATIONANDQUANTIZATIONUNKNOWNVECTORAFTERCOMPARED,THEOUTPUTOFRECOGNITIONISPUTOUTKEYWORDSVOICEIDENTIFICATION，SPEAKERRECOGNITION，VQ，MATLAB，LBGARITHMETIC本科毕业设计（论文）目录1引言12语音识别技术的基础221语音识别技术的发展历史222语音识别技术的应用323语音识别的概述524语音识别的原理525语音识别系统分类103说话人语音识别技术的基本方法1131说话人语音识别的一般方法1132模板匹配法134基于VQ的远程说话人识别系统1541识别系统总体框图1542组成部分模块介绍1543SYSTERVIEW实现介质中传输模块的仿真155MATLAB软件简介186系统中VQ算法实现1961VQ算法原理1962VQ算法实现23621VQ算法简介23622程序运行流程25623运行结果267VQ算法的不足和改进措施28总结29附录A源主程序30附录B对信号S1和S2经过各种变换后的图形31致谢35参考文献36本科毕业设计（论文）1引言语音识别的研究工作可以追溯到20世纪50年代AT本科毕业设计（论文）FORK18READTESTSOUNDFILEOFEACHSPEAKERFILESPRINTFSSDWAV,CMATLAB6P1WORKTEST,KS,FSWAVREADFILEVMFCCS,FSCOMPUTEMFCCSDISTMININFK10CODETRAINCMATLAB6P1WORKTRAIN,8FORL1LENGTHCODEEACHTRAINEDCODEBOOK,COMPUTEDISTORTIONDDISTEUV,CODELDISTSUMMIND,2/SIZED,1IFDISTDISTMINDISTMINDISTK1LENDENDMSGSPRINTFSPEAKERDMATCHESWITHSPEAKERD,K,K1DISPMSGEND附表B对信号S1和S2经过各种变换后的图形。本科毕业设计（论文）图1程序运行结果抓图图2S1信号的时域图本科毕业设计（论文）图3S1信号的线性能量谱和对数能量谱图4MEL空间滤波器组本科毕业设计（论文）图5S1未经MEL滤波器的能量谱和经MEL滤波器后的能量谱图6N取不同的值所对应的能量谱图形本科毕业设计（论文）图7S1和S2信号在二维空间的矢量图图8二维空间的S1和S2信号的VQ码本图本科毕业设计（论文）致谢在毕业设计中，我得到了教研室各位老师的悉心指导与热情帮助，在此深表谢意。特别是白国花老师和王燕妮学姐，从总体设计思想到具体设计都给予了很大的帮助，还有我的同组人薛宏伟在具体方面的热心帮助。在此，我对他们表示深深的谢意。本科毕业设计（论文）参考文献1俞铁城语音识别的发展现状HTTP/ITSOHUCOM/20XX0302/N224500735SHTML,20XX03022赵力语音信号处理北京机械工业出版社,200333叶明,顾利民LPC倒谱参数的说话人特征分析南京航天航空大学学报,1994,2627978044陈永彬语音信号处理上海上海交通大学出版社,19915胡航语音信号处理哈尔滨哈尔滨工业大学出版社,20006易克初等语音信号处理国防工业出版社,20007张军英说话人识别的现代方法与技术西安西北大学出版社,19948HOPPNER,F,ET,ALFUZZYCLUSTERANALYSISMETHODSFORCLASSIFICATION,DATAANALYSIS,ANDIMAGERECOGNITION,PUBLISHEDBYJOHNWILEY（B）在安静的环境下插入语音的数目。（C）自动分割的单词的错误率。（D）手动电报分割的单词错误率。52单词错误分析表格3通过迭代的自适应过程和对于各种SPINE2的完全实时性的结构的分析总结了单词的错误率。在表格3中，反复地说“0”是第一个识别过程。实时性因素在17GHZ的英特儿奔腾4的单独过程中被测试（计算）。实时性因素包括在自动分割中的过程时间。在设有自适应性的基础的系统下，我们发现在18X实时性的条件下错误率为418，更进一步说，仅基于梅尔方式的变换的增加性自适应系统，在说话过程中，以模式为代价能减少将近10的错误率。事实上，如表3所示是基于通常意义上的提高。这个一种通道增加的自适应系统于我们的多通道的自适应系统进行了比较，在9X的实时性下，2001年11月的系统有375的错误率。在第二个自适应通道中，但回归梅尔方式和对角线协方差变换的使用，使单词的错误率下降（丛418下降到332），然而，正如许多在方面2报道的，在2000年和2001的创作中，可能是由于缺少足够的自适应数据（新增加的多于一个的变换通常降低了系统的功能。在表格3中，338的单词错误率比332的单词错误率）。最终，使用了单级的输出最佳比重的单词后验概率，比起单独基线的MELL回归方式和不一致的变换来说，提供了一个减少错误率的方法。进一步地说，这种用于单词格子标志的综合技术提高了纯粹的04。但是，我们要指明，这个提高以较高的计算频率为代价的。（例如164X的实时性比64X的实时性）。本科毕业设计（论文）表格3SPINE2评估系统的单词错误率和实时性因素（A）没有说话人适应的基础系统；（B）在单级过程中有增加性的体系合作；（C）没有全球范围的单级梅尔回归；（D）使用6个等级的梅尔回归体系；（E）6结论这篇论文说明了当前美国科罗拉多州大学的SPINE2评估系统的几方面的改进。当前，我们使用了CU最