论文研究-一个嵌入式平台语音识别程序库的实现 .pdf

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一个嵌入式平台语音识别程序库的实现,湛宗儒,,本文针对当前嵌入式平台的浮点计算能力不高与资源有限的情况,对现有的语音识别通用算法进行了一些改进,实现了一个嵌入式平台上
取国科技论文在线 第一步:通过减去—减小十进制数值, 第二步:找出最大的整数使得 第三步:使用 量化∈ 第三步即可得到的一个拥有范围无关的平均截断误差的定点表示格式。 表定点算术参数m 范围的平均值′ 的位数 范围量化值 的位数 O 格式的定点数的归一化误差 与格式的状态的对数级的似然度 声学持续性模型的对数级似然度 有限状态机表示的位数 查表优化 对需要频繁计算的 函数,三角函数进行了定点查表优化 在运算中使用定点数字计算代替浮点计算,因为的采样率得出的结果分辨率 为所以在计算过程中将输入转化为的定点整数,计算完成之后再转叫到浮点数字 这样做在计算的过程中会产生舍出误差 但计算速度能大幅提升,可以在需求速 度的时候采用。在 文件中有如下定义: 可以通过修改此行代码来开关定点计算。 对于三角函数与对数函数,由于原理上此种超越函数都是以一定阶数的泰勒级数展开来 计算的,比如:正弦函数的展开式如下: 在有浮点处珥器的机器上很多这样的超越数都由硬件实现,所以计算起来消耗很少的 时钟周期。对此,我们在计算 等三角函数与对数函数时使用查表的方法来 返回一个顶先定义的表格元素。比如预先定一个点的位定点整数表,代表至 的值。 取国科技论文在线 图用离散值表格取代级数展开 对于其余三个象限,只需将此表格中的下标平移与对元素进行简单的变换符号即可得到 其值。对于 则使用三角变换变成正弦函数再查表。对数数的优化与此类似, 保存常用的对数值。在运算时进行简单的变换即可。 平台上的实现与性能测试 下称以 为基础。 是 公司的嵌 入式产品,被广泛应用在移动电话个人数字助理、娸体播放器、消费性电」产品以及 工业控制等领域中。木文的嵌入式系统中使用 系统,该系统有如下特点: 与桌面 系统类似学习曲线平滑开发工具容易获得 目前应用广泛可以为进一步的实际的应用软件开发提供研究基础 系统是典型的为嵌入式平台设计的系统具有嵌入式系统的所有特点。 相对于可以自由定制的标准 系统,标准的WM系统中没有 公司 组件目前要在其上面开发语音识别程序必须借助于第三方程序库 的具体硬什参数为 运行于 ,内置 Microphone等其他硬件。在进行嵌入式开发之前,首先要建立 个交叉环境,即一套编译器、连接器和库等组成的开发环境。本文使用 版本 搭建交叉开发环境。这两个工具都是 公司提供的兔费 开发工具。从其官方网站上下载并安装、配置路径环境即可使用。 除了上述的解码、定点运算、线性优化之外,在其他地方借助了开发的 程序库完成。最终整个程序库结构如图所小: 去噪,预加声学辞典匹配 重,滤波模 数 HMM 字矩阵,代数文法分N四/函数 音方程运算 析、搜索言学建模 频获 取标淮数查表浮点模定点运算 学函数代函数拟库 库 系统AP 图程序结构 取国科技论文在线 测试程序运行如图3所示: O Fxd Point! O) Feat Point Embedded The Mocel fech ASR Library Bechmark Program The Corpus Path fard vndaInlr Start eveloped at Netwnork security ar d bedd扎Lab欧twHJ2010 5T氏 Based on CmAll sphI United donel LibEasryersio: 01 Click to start 图 上的测试程序 使用 提供的免费语料库 进行测试。该数据使用 吉 道采样,采用电话线路进行永音,包含个电话对话场景,约有的未压缩编 码音频数据。测试时数据存于一张高速下上。由于数据量过大,而我们的嵌入式平 台计算能力不高,测试时候我们抽取了其中的%的数据数据进行实验 表测试结果 测试指标 单词错测试总用时 误率 间(分钟) 硬软件平台 定点运算 浮点运算模拟库 .结论 通过在 达行于 的桌面上与的 行于 上的测试 可以看出在同等条件下折算后采用了定点运算的嵌入式平台上的语音识别系统性能 接近拥有浮点协处理器的平台远远超过了使用浮点软件模拟库的版木。可以看出,定点 运算优化后的识别系统并不需要位每个任务进行参数调整,所以在桌面版木标准系统中的语 言模型与声学模型也可方便地应用到嵌入式平台中来。本文中所提到的定点算术也可以扩展 到嵌入式本文中所提到的定点算术也可以扩展到嵌入式任务的优化中 参考文献 易克初,田斌·付强.语音信号处理.北京:国防工业出版社, 朱民雄闻新黄羣群.计算机语音抆术.北京:北京航空航天大学出版社, 取国科技论文在线 作者简介:湛宗儒,男, 年生,硕上研究生,主要研究方向是嵌入式系统设计与信号 处理。

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