CN104835495B - 一种基于低通滤波的高清语音识别系统 - Google Patents

一种基于低通滤波的高清语音识别系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于低通滤波的高清语音识别系统，其由语音采集模块(8)，主控单元(1)，与主控单元(1)相连接的语音库(2)、特征提取模块(3)、语音识别模块(4)，与语音采集模块(8)相连接的音频编码模块(7)，与音频编码模块(7)相连接的预处理模块(6)，以及与预处理模块(6)相连接的端点检测模块(5)组成；其特征在于：在端点检测模块(5)与主控单元(1)之间还串接有低通滤波电路(9)；本发明通过低通滤波电路的作用，可以对信号进行过滤，去除掉不需要的频率信号，避免信号受到干扰。

Description

一种基于低通滤波的高清语音识别系统
技术领域
本发明涉及一种语音识别系统，具体是指一种基于低通滤波的高清语音识别系统。
背景技术
语音识别作为一门交叉学科，近年来开始从实验室走向市场。在科技不断发展的今天，语音识别技术已广泛进入到工业、家电、通信、汽车电子、医疗、家庭服务、消费电子产品等各个领域，给人们的生活和生产带来了巨大的改变。然而，现在市场上所使用的语音识别系统其识别精度并不高，容易出现错误识别的现像，给人们带来了很大的麻烦。
发明内容
本发明的目的在于克服目前传统的语音识别系统其识别精度并不高的缺陷，提供一种基于低通滤波的高清语音识别系统。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于低通滤波的高清语音识别系统，其包括语音采集模块，主控单元，与主控单元相连接的语音库、特征提取模块、语音识别模块，与语音采集模块相连接的音频编码模块，与音频编码模块相连接的预处理模块，以及与预处理模块相连接的端点检测模块，为了达到本发明的目的，本发明在端点检测模块与主控单元之间还串接有低通滤波电路。
进一步的，所述的低通滤波电路由滤波芯片U1，放大器P1，三极管Q7，N极与滤波芯片U1的V+管脚相连接、P极则经电阻R15后与三极管Q7的发射极相连接的二极管D9，一端与滤波芯片U1的IN-管脚相连接、另一端则作为该低通滤波电路的输入端的电阻R16，正极与三极管Q7的集电极相连接、负极则与滤波芯片U1的GND管脚相连接的同时接地的电容C5，串接在滤波芯片U1的V-管脚和RX管脚之间的电阻R19，一端与滤波芯片U1的DIV管脚相连接、另一端则与放大器P1的输出端相连接的电阻R18，以及串接在放大器P1的正极和输出端之间的电阻R17组成；所述滤波芯片U1的IN+管脚与三极管Q7的基极相连接、其IN-管脚则与三极管Q7的集电极相连接、其V-管脚接-15V电压、OUT管脚则与放大器P1的负极相连接、其V+管脚则接+15V电压；所述放大器P1的正极接地、其输出端则作为该低通滤波电路的输出端。
所述的预处理模块则由三极管触发电路，与三极管触发电路相连接的检测电路和自激振荡电路组成；所述自激振荡电路还与该检测电路相连接。
所述的三极管触发电路由三极管Q1，三极管Q2，三极管Q3，正极经二极管D2后与三极管Q3的基极相连接、负极则与自激振荡电路相连接的电容C1，N极与三极管Q2的基极相连接、P极则与三极管Q1的集电极相连接的二极管D1，一端与三极管Q2的基极相连接、另一端则经电阻R4后与三极管Q3的集电极相连接的电阻R3，正极与三极管Q1的基极相连接、负极则经电阻R1后与检测电路相连接的电容C2，一端与三极管Q3的基极相连接、另一端则与三极管Q2的发射极相连接的电阻R2，与电阻R2相并联的电容C3，P极顺次经二极管D3和电阻R5后与三极管Q3的发射极相连接、N极则与自激振荡电路相连接的二极管D4组成；所述三极管Q1的发射极接地、其集电极则作为该三极管触发电路的输入端；所述三极管Q2的集电极与其基极相连接、其发射极则与自激振荡电路相连接；三极管Q3的发射极还与检测电路相连接；电阻R3和电阻R4的连接点与检测电路相连接的同时接+12V电压。
所述的检测电路由检测芯片U，电容C4，电阻R6，电阻R7以及二极管D5组成；所述电阻R6的一端与三极管Q3的发射极相连接、其另一端则与检测芯片U的LBI管脚相连接；电容C4的正极与电阻R3和电阻R4的连接点相连接、其负极则与检测芯片U的VBAT管脚相连接；二极管D5的P极与检测芯片U的LBO管脚相连接、其N极则经电阻R7后与自激振荡电路相连接；所述检测芯片U的RLIM管脚经电阻R1后与电容C2的负极相连接、其GND管脚接地、FB管脚则与自激振荡电路相连接、而其LX管脚则与二极管D5的N极相连接。
所述的自激振荡电路由三极管Q4，三极管Q5，三极管Q6，异或门IC1，N极与二极管D4的N极相连接、P极则与异或门IC1的第一输入端相连接的二极管D6，N极与二极管D6的P极相连接、P极接地的二极管D7，一端与异或门IC1的第一输入端相连接、另一端则顺次经电阻R9和电阻R14后与三极管Q6的基极相连接的电阻R8，串接在异或门IC1的第一输入端和第二输入端之间的电阻R10，一端与三极管Q4的集电极相连接、另一端则与三极管Q5的集电极相连接的电阻R11，一端与三极管Q4的发射极相连接、另一端则与异或门IC1的输出端相连接的电阻R13，N极经电阻R7后与二极管D5的N极相连接、P极则与三极管Q6的集电极相连接的二极管D8，以及一端与二极管D8的N极相连接、另一端则与三极管Q5的发射极相连接的电阻R12组成；所述异或门IC1的第一输入端分别与电容C1的负极以及电容C3的负极相连接、其输出端则作为该自激振荡电路的输出端；所述三极管Q4的基极与异或门IC1的第一输入端相连接、其集电极则与三极管Q5的基极相连接；所述三极管Q5的集电极则分别与检测芯片U的FB管脚以及二极管D8的N极相连接；三极管Q6的发射极接地。
为了确保实施效果，所述的检测芯片U优选为SP6648集成电路，而滤波芯片U1则优选为LTC1569集成电路来实现。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明的识别距离远，人们在识别的过程中不需要靠得很近，只要在远处发出声音本发明即可识别。
(2)本发明通过低通滤波电路的作用，可以对信号进行过滤，去除掉不需要的频率信号，避免信号受到干扰。
(3)本发明结构简单，并且能耗低，适合广范推广。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的预处理模块电路结构示意图。
图3为本发明的低通滤波电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明由主控单元1，与主控单元1相连接的语音库2、特征提取模块3、语音识别模块4以及低通滤波电路9，与低通滤波电路9相连接的端点检测模块5，与端点检测模块5相连接的预处理模块6，与预处理模块6相连接的音频编码模块7，以及与音频编码模块7相连接的语音采集单元8组成。
其中，主控单元1作为本发明的控制中心，其采用现有的单片机来实现。语音采集单元8用于接收语音信号并转换成模拟音频信号后输出，其可采用现有的麦克风来实现。音频编码模块7用于将所接收的模拟音频信号转换成数字音频信号后输出，预处理模块6则用于对数字音频信号进行处理，避免信号失真，而端点检测模块5则用于把语音信号和非语音信号的时段区分开来。低通滤波电路9则可以对信号进行滤波处理，避免信号受到干扰。
语音库2则用于预先存储被识别目标的声音信号，特征提取模块3则用于对输入的数字语音词条信号进行分析，提取出词条信号所代表的命令。语音识别模块4则用于对特征提取模块3所提取的语音信号与语音库2中的语音信号进行识别，判定语音命令是否一致。该音频编码模块7、端点检测模块5、语音库2、特征提取模块3以及语音识别模块4均采用现有技术即可实现。
如图2所示，该预处理模块6由三极管触发电路，与三极管触发电路相连接的检测电路和自激振荡电路组成；所述自激振荡电路还与该检测电路相连接。
其中，三极管触发电路由三极管Q1，三极管Q2，三极管Q3，电容C1，电容C2，电容C3，二极管D1，二极管D2，二极管D3，二极管D4，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4以及电阻R5组成。
连接时，电容C1的正极经二极管D2后与三极管Q3的基极相连接、其负极则与自激振荡电路相连接，二极管D1的N极与三极管Q2的基极相连接、其P极则与三极管Q1的集电极相连接，电阻R3的一端与三极管Q2的基极相连接、其另一端则经电阻R4后与三极管Q3的集电极相连接，电容C2的正极与三极管Q1的基极相连接、其负极则经电阻R1后与检测电路相连接，电阻R2的一端与三极管Q3的基极相连接、其另一端则与三极管Q2的发射极相连接，电容C3则与电阻R2相并联，二极管D4的P极顺次经二极管D3和电阻R5后与三极管Q3的发射极相连接、其N极则与自激振荡电路相连接。
同时，该三极管Q1的发射极接地、其集电极则作为该三极管触发电路的输入端。所述三极管Q2的集电极与其基极相连接、其发射极则与自激振荡电路相连接。三极管Q3的发射极还需要与检测电路相连接；电阻R3和电阻R4的连接点与检测电路相连接的同时接+12V电压。
所述的检测电路可以对语音信号频率进行检测，其由检测芯片U，电容C4，电阻R6，电阻R7以及二极管D5组成。连接时，所述电阻R6的一端与三极管Q3的发射极相连接、其另一端则与检测芯片U的LBI管脚相连接。电容C4的正极与电阻R3和电阻R4的连接点相连接、其负极则与检测芯片U的VBAT管脚相连接。二极管D5的P极与检测芯片U的LBO管脚相连接、其N极则经电阻R7后与自激振荡电路相连接。所述检测芯片U的RLIM管脚经电阻R1后与电容C2的负极相连接、其GND管脚接地、FB管脚则与自激振荡电路相连接、而其LX管脚则与二极管D5的N极相连接。为了达到更好的检测效果，该检测芯片U优先采用SP6648集成电路来实现。
所述的自激振荡电路包括三极管Q4，三极管Q5，三极管Q6，异或门IC1，N极与二极管D4的N极相连接、P极则与异或门IC1的第一输入端相连接的二极管D6，N极与二极管D6的P极相连接、P极接地的二极管D7，一端与异或门IC1的第一输入端相连接、另一端则顺次经电阻R9和电阻R14后与三极管Q6的基极相连接的电阻R8，串接在异或门IC1的第一输入端和第二输入端之间的电阻R10，一端与三极管Q4的集电极相连接、另一端则与三极管Q5的集电极相连接的电阻R11，一端与三极管Q4的发射极相连接、另一端则与异或门IC1的输出端相连接的电阻R13，N极经电阻R7后与二极管D5的N极相连接、P极则与三极管Q6的集电极相连接的二极管D8，以及一端与二极管D8的N极相连接、另一端则与三极管Q5的发射极相连接的电阻R12。
其在连接时，该异或门IC1的第一输入端需要分别与电容C1的负极以及电容C3的负极相连接、其输出端则作为该自激振荡电路的输出端。所述三极管Q4的基极与异或门IC1的第一输入端相连接、其集电极则与三极管Q5的基极相连接；所述三极管Q5的集电极则分别与检测芯片U的FB管脚以及二极管D8的N极相连接；三极管Q6的发射极接地。
低通滤波电路9则为本发明的重点所在，如图3所示，其由滤波芯片U1，放大器P1，三极管Q7，二极管D9，电容C5，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18以及电阻R19组成。
连接时，该二极管D9的N极与滤波芯片U1的V+管脚相连接、其P极则经电阻R15后与三极管Q7的发射极相连接，电阻R16的一端与滤波芯片U1的IN-管脚相连接、其另一端则作为该低通滤波电路的输入端，电容C5的正极与三极管Q7的集电极相连接、其负极则与滤波芯片U1的GND管脚相连接的同时接地，电阻R19则串接在滤波芯片U1的V-管脚和RX管脚之间，电阻R18的一端与滤波芯片U1的DIV管脚相连接、其另一端则与放大器P1的输出端相连接，电阻R17则串接在放大器P1的正极和输出端之间。
同时，该滤波芯片U1的IN+管脚与三极管Q7的基极相连接、其IN-管脚则与三极管Q7的集电极相连接、其V-管脚接-15V电压、OUT管脚则与放大器P1的负极相连接、其V+管脚则接+15V电压。所述放大器P1的正极接地、其输出端则作为该低通滤波电路的输出端。
其中，电容C5和滤波芯片U1构成一个低通滤波器，信号输送进来后通过该低通滤波器则可以过滤掉干扰信号。另外，通过设置电阻R18的阻值即可设置该低通滤波器的截止频率，从而实现对不同频率的干扰信号进行过滤。
如上所述，便可以很好的实现本发明。

Claims (7)

1.一种基于低通滤波的高清语音识别系统，其由语音采集模块（8），主控单元（1），与主控单元（1）相连接的语音库（2）、特征提取模块（3）、语音识别模块（4），与语音采集模块（8）相连接的音频编码模块（7），与音频编码模块（7）相连接的预处理模块（6），以及与预处理模块（6）相连接的端点检测模块（5）组成；其特征在于：在端点检测模块（5）与主控单元（1）之间还串接有低通滤波电路（9）；所述的低通滤波电路（9）由滤波芯片U1，放大器P1，三极管Q7，N极与滤波芯片U1的V+管脚相连接、P极则经电阻R15后与三极管Q7的发射极相连接的二极管D9，一端与滤波芯片U1的IN-管脚相连接、另一端则作为该低通滤波电路（9）的输入端的电阻R16，正极与三极管Q7的集电极相连接、负极则与滤波芯片U1的GND管脚相连接的同时接地的电容C5，串接在滤波芯片U1的V-管脚和RX管脚之间的电阻R19，一端与滤波芯片U1的DIV管脚相连接、另一端则与放大器P1的输出端相连接的电阻R18，以及串接在放大器P1的正极和输出端之间的电阻R17组成；所述滤波芯片U1的IN+管脚与三极管Q7的基极相连接、其IN-管脚则与三极管Q7的集电极相连接、其V-管脚接-15V电压、OUT管脚则与放大器P1的负极相连接、其V+管脚则接+15V电压；所述放大器P1的正极接地、其输出端则作为该低通滤波电路（9）的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种基于低通滤波的高清语音识别系统，其特征在于：所述的预处理模块（6）则由三极管触发电路，与三极管触发电路相连接的检测电路和自激振荡电路组成；所述自激振荡电路还与该检测电路相连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于低通滤波的高清语音识别系统，其特征在于：所述的三极管触发电路由三极管Q1，三极管Q2，三极管Q3，正极经二极管D2后与三极管Q3的基极相连接、负极则与自激振荡电路相连接的电容C1，N极与三极管Q2的基极相连接、P极则与三极管Q1的集电极相连接的二极管D1，一端与三极管Q2的基极相连接、另一端则经电阻R4后与三极管Q3的集电极相连接的电阻R3，正极与三极管Q1的基极相连接、负极则经电阻R1后与检测电路相连接的电容C2，一端与三极管Q3的基极相连接、另一端则与三极管Q2的发射极相连接的电阻R2，与电阻R2相并联的电容C3，P极顺次经二极管D3和电阻R5后与三极管Q3的发射极相连接、N极则与自激振荡电路相连接的二极管D4组成；所述三极管Q1的发射极接地、其集电极则作为该三极管触发电路的输入端；所述三极管Q2的集电极与其基极相连接、其发射极则与自激振荡电路相连接；三极管Q3的发射极还与检测电路相连接；电阻R3和电阻R4的连接点与检测电路相连接的同时接+12V电压。
4.根据权利要求3所述的一种基于低通滤波的高清语音识别系统，其特征在于：所述的检测电路由检测芯片U，电容C4，电阻R6，电阻R7以及二极管D5组成；所述电阻R6的一端与三极管Q3的发射极相连接、其另一端则与检测芯片U的LBI管脚相连接；电容C4的正极与电阻R3和电阻R4的连接点相连接、其负极则与检测芯片U的VBAT管脚相连接；二极管D5的P极与检测芯片U的LBO管脚相连接、其N极则经电阻R7后与自激振荡电路相连接；所述检测芯片U的RLIM管脚经电阻R1后与电容C2的负极相连接、其GND管脚接地、FB管脚则与自激振荡电路相连接、而其LX管脚则与二极管D5的N极相连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于低通滤波的高清语音识别系统，其特征在于：所述的自激振荡电路由三极管Q4，三极管Q5，三极管Q6，异或门IC1，N极与二极管D4的N极相连接、P极则与异或门IC1的第一输入端相连接的二极管D6，N极与二极管D6的P极相连接、P极接地的二极管D7，一端与异或门IC1的第一输入端相连接、另一端则顺次经电阻R9和电阻R14后与三极管Q6的基极相连接的电阻R8，串接在异或门IC1的第一输入端和第二输入端之间的电阻R10，一端与三极管Q4的集电极相连接、另一端则与三极管Q5的集电极相连接的电阻R11，一端与三极管Q4的发射极相连接、另一端则与异或门IC1的输出端相连接的电阻R13，N极经电阻R7后与二极管D5的N极相连接、P极则与三极管Q6的集电极相连接的二极管D8，以及一端与二极管D8的N极相连接、另一端则与三极管Q5的发射极相连接的电阻R12组成；所述异或门IC1的第一输入端分别与电容C1的负极以及电容C3的负极相连接、其输出端则作为该自激振荡电路的输出端；所述三极管Q4的基极与异或门IC1的第一输入端相连接、其集电极则与三极管Q5的基极相连接；所述三极管Q5的集电极则分别与检测芯片U的FB管脚以及二极管D8的N极相连接；三极管Q6的发射极接地。
6.根据权利要求5所述的一种基于低通滤波的高清语音识别系统，其特征在于：所述的检测芯片U为SP6648集成电路。
7.根据权利要求1~5任一项所述的一种基于低通滤波的高清语音识别系统，其特征在于：所述的滤波芯片U1为LTC1569集成电路。
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