合肥师范学院科毕业文（设计）开题报告
（学生填写）
学号
姓名
指导教师
题目
基MATLAB特定孤立词识系统
课题容：
课题务文介绍Matlab台进行特定孤立词处理识语音识机器动识理解语音信号语音信号转变相应文命令技术通MATLAB台建立GUI界面接着组语音信号输入进行预处理端点检测提取特征参数（MFCC）形成参考模块然组相语音信号输入进行样操作作测试模块利DTW算法参考模块进行匹配输出匹配识结果
课题目标首先通语音录制作输入信号输入模拟语音信号进行预处理包括预滤波采样量化加窗端点检测预加重等等预处理接重环：特征参数提取训练阶段特征参数进行定处理词条模型保存模板库识阶段语音信号相通道语音参数生成测试模板参考模板进行匹配匹配分数高参考模板作识结果
课题意义语言类交换信息方便快捷种方式高度发达信息社会中数字化方法进行语音传送存储识合成增强等整数字化通信网中重基组成部分着科技技术发展天间然语言通信外机器机器机器间开始语言需涉语音识技术
MATLAB作语音信号处理台高性科学计算软件广泛应数学计算算法开发数学建模系统仿真数分析处理视化科学工程绘图应系统开发（包括建立户界面）等语言种简单高效功极强高级语言具强矩阵运算力极高编程效率方面MATLAB程序高度量化方面程序易读易写
课题关键问题难点：
关键问题：1特征参数MFCC提取求：
（1）提取特征参数效代表语音特征具区分性
（2）阶参数间良独立性
（3） 特征参数计算方便高效计算方法保证语音识实时实现
2DTW算法实现
孤立词语音识中简单效方法采DTW算法该算法基动态规划（DP）思想解决发音长短模板匹配题语音识中出现较早较典种算法孤立词识DTW算法HMM算法相环境条件识效果相差HMM算法复杂体现HMM算法训练阶段需提供量语音数通反复计算模型参数DTW算法训练中需额外计算孤立词语音识DTW算法广泛应
3图形户界面设计
（1）GUI设计模板：MATLAB窗口中选择File菜单中New菜单项选择中GUI命令会显示图形户界面设计模板
（2）GUI设计窗口：GUI设计模板中选中模板然单击OK钮会显示GUI设计窗口选择GUI设计模式时GUI设计窗口中显示结果样
（3）GUI设计窗口基操作：GUI设计窗口创建图形象通双击该象会显示该象属性编辑器
难点：特征参数（MFCC）提取相关计算包括预加重分帧加窗端点检测FFT算法计算DCT变换等
拟采取方式方法计划进程方案（技术路线）：
采取方式：
1．理
次设计通MATLAB台建立GUI界面接着组语音信号输入进行预处理端点检测提取特征参数（MFCC）形成参考模块然组相语音信号输入进行样操作作测试模块利DTW算法参考模块进行匹配输出匹配识结果
2．语音信号预处理
首先通语音录制作输入信号输入模拟语音信号进行预处理包括预滤波采样量化加窗端点检测预加重等等
3．特征参数（MFCC）提取
种够较充分利耳种特殊感知特性系数Mel尺度倒谱系数(Melscaled Cepstrum Coefficients简称MFCC)MFCC系数计算程：
（1）预处理：确定帧语音采样序列长度帧序列s(n)进行预加重分帧加窗处理
（2）计算离散功率谱：预处理帧进行离散FFT变换频谱取模方作离散功率谱S(n)
（3）功率谱通滤波器组：计算S(n)通MHm(n)功率值计算S(n)Hm(n)离散频率点积M参数Pmm01……M1
（4）取数：计算Pm然数Lmm01……M1
（5）离散余弦变换DCT：Lm计算离散余弦变换Dmm01……M1舍代表直流成份D0取D1D2……Dk作MFCC参数
4DTW算法实现
首先申请两n*m矩阵Dd分累计距离帧匹配距离里nm测试模板参考模板帧数然通循环计算两模板帧匹配距离矩阵d接进行动态规划格点(ij)计算三前续格点累积距离1D2D3D考虑边界问题前续格点存加判断条件利值函数min找三前续格点累积距离值作累积距离前帧匹配距离d(ij)相加作前格点累积距离该计算程直达格点(nm)D(nm)输出作模板匹配结果
通DTW算法原理出DTW算法流程图示：
信号 输入
帧匹配距离矩阵
累积距离矩阵
动态规划
信号输出
5． 设计图形户界面
（1）GUI界面中放置组件
首先单击工具栏中钮光标变成十字形十字形光标中心点确定组件左角位置者通界面区域单击拖动鼠标确定组件
GUI组件布置完成菜单栏中三角形钮Tools菜单中ActivateFigure选项观察GUIDE设计结果时会动生成FIG文件M文件FIG文件会提示保存路径
（2）编程回调函数
布置完GUI组件接重步编程钮回调函数实现需功编程程：
① 右键单击钮弹出选择窗口时选择项views callbacks
② 鼠标放views callbacks会弹出子选择窗口根钮属性选择相应函数回调
③ 择完函数会动跳M文件中该钮应回调函数该段函数中编写需实现该钮功代码
进度安排：
2015年1月7日—2015年1月15日 收集课题相关资料阅读分析资料开始准备开题报告
2015年1月16号—2015年2月28日 复MATLAB软件相关知识关语音信号处理相关知识进行系统需求分析总体设计确定模块功完成开题报告
2015年3月1日—2015年4月1 日 进行详细设计编写系统实现程序
2015年4月2日—2015年4月9日 准备中期检查
2015年4月10日—2015年4月17 进行系统调试准备中期答辩
2015年4月18日—2015年4月30日 根定标准撰写毕业文完善系统
2015年5月1日—2015年5月10日 修改文格式完善文编写
2015年5月11日—2015年5月17 日 准备文答辩
参考文献：
[1] 强英MATLAB扩展编程[M]北京：清华学出版社2002
[2] 雷学堂徐火希基MATLAB语音滤波实验设计[J]实验技术理200732(3)：275281
[3] 王嘉梅基MATLAB数字信号处理时间开发[M]西安：西安电子科技学出版社 200712
[4] 张雄伟现代语音处理技术应[M]北京：机械工业出版社2009
[5] 张震王化清语音信号特征提取中Mel倒谱系MFCC改进算法[J]计算机工程应200844(22)：101110
[6] 朱淑琴语音识系统关键技术研究[D]西安电子科技学2004
[7] 胡广书数字信号处理理算法实现[M]北京：清华学出版社1997
[8] 沈怡特定孤立词汉语识系统研究[D]南京气象学院2004
[9] 罗华飞Matlab GUI设计学手记[M]北京：北京航空航天学出版社2011
[10] 张雪英数字语音处理MATLAB仿真[M]北京：电子工业出版社20107
[11] 郑玲李计算机专业毕业设计指导[M]北京清华学出版社2011
[12] 张磊毕靖郭莲英MATLAB实教程[M]北京：民邮电出版社2008
[13] 施阳等MATLAB语言工具箱[M]西安：西北工业学出版社2013
[14]Sonam Kumaricontrolling of device through voice recognition using Matlab[J]International Journal of Advanced Technology & Engineering Research (IJATER)201227(2)113120
[15]Palden LamaSpeech Recognition with Dynamic TimeWarping using MATLAB[J]PROJECT REPORT20104230237
指导教师意见：
教师签名： 年 月 日
指导组(教研室)意见：
组长签名： 年 月 日
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（学生填写）
学号
姓名
指导教师
题目
基MATLAB特定孤立词识系统
课题容：
课题务文介绍Matlab台进行特定孤立词处理识语音识机器动识理解语音信号语音信号转变相应文命令技术通MATLAB台建立GUI界面接着组语音信号输入进行预处理端点检测提取特征参数（MFCC）形成参考模块然组相语音信号输入进行样操作作测试模块利DTW算法参考模块进行匹配输出匹配识结果
课题目标首先通语音录制作输入信号输入模拟语音信号进行预处理包括预滤波采样量化加窗端点检测预加重等等预处理接重环：特征参数提取训练阶段特征参数进行定处理词条模型保存模板库识阶段语音信号相通道语音参数生成测试模板参考模板进行匹配匹配分数高参考模板作识结果
课题意义语言类交换信息方便快捷种方式高度发达信息社会中数字化方法进行语音传送存储识合成增强等整数字化通信网中重基组成部分着科技技术发展天间然语言通信外机器机器机器间开始语言需涉语音识技术
MATLAB作语音信号处理台高性科学计算软件广泛应数学计算算法开发数学建模系统仿真数分析处理视化科学工程绘图应系统开发（包括建立户界面）等语言种简单高效功极强高级语言具强矩阵运算力极高编程效率方面MATLAB程序高度量化方面程序易读易写
课题关键问题难点：
关键问题：1特征参数MFCC提取求：
（1）提取特征参数效代表语音特征具区分性
（2）阶参数间良独立性
（3） 特征参数计算方便高效计算方法保证语音识实时实现
2DTW算法实现
孤立词语音识中简单效方法采DTW算法该算法基动态规划（DP）思想解决发音长短模板匹配题语音识中出现较早较典种算法孤立词识DTW算法HMM算法相环境条件识效果相差HMM算法复杂体现HMM算法训练阶段需提供量语音数通反复计算模型参数DTW算法训练中需额外计算孤立词语音识DTW算法广泛应
3图形户界面设计
（1）GUI设计模板：MATLAB窗口中选择File菜单中New菜单项选择中GUI命令会显示图形户界面设计模板
（2）GUI设计窗口：GUI设计模板中选中模板然单击OK钮会显示GUI设计窗口选择GUI设计模式时GUI设计窗口中显示结果样
（3）GUI设计窗口基操作：GUI设计窗口创建图形象通双击该象会显示该象属性编辑器
难点：特征参数（MFCC）提取相关计算包括预加重分帧加窗端点检测FFT算法计算DCT变换等
拟采取方式方法计划进程方案（技术路线）：
采取方式：
1．理
次设计通MATLAB台建立GUI界面接着组语音信号输入进行预处理端点检测提取特征参数（MFCC）形成参考模块然组相语音信号输入进行样操作作测试模块利DTW算法参考模块进行匹配输出匹配识结果
2．语音信号预处理
首先通语音录制作输入信号输入模拟语音信号进行预处理包括预滤波采样量化加窗端点检测预加重等等
3．特征参数（MFCC）提取
种够较充分利耳种特殊感知特性系数Mel尺度倒谱系数(Melscaled Cepstrum Coefficients简称MFCC)MFCC系数计算程：
（1）预处理：确定帧语音采样序列长度帧序列s(n)进行预加重分帧加窗处理
（2）计算离散功率谱：预处理帧进行离散FFT变换频谱取模方作离散功率谱S(n)
（3）功率谱通滤波器组：计算S(n)通MHm(n)功率值计算S(n)Hm(n)离散频率点积M参数Pmm01……M1
（4）取数：计算Pm然数Lmm01……M1
（5）离散余弦变换DCT：Lm计算离散余弦变换Dmm01……M1舍代表直流成份D0取D1D2……Dk作MFCC参数
4DTW算法实现
首先申请两n*m矩阵Dd分累计距离帧匹配距离里nm测试模板参考模板帧数然通循环计算两模板帧匹配距离矩阵d接进行动态规划格点(ij)计算三前续格点累积距离1D2D3D考虑边界问题前续格点存加判断条件利值函数min找三前续格点累积距离值作累积距离前帧匹配距离d(ij)相加作前格点累积距离该计算程直达格点(nm)D(nm)输出作模板匹配结果
通DTW算法原理出DTW算法流程图示：
信号 输入
帧匹配距离矩阵
累积距离矩阵
动态规划
信号输出
5． 设计图形户界面
（1）GUI界面中放置组件
首先单击工具栏中钮光标变成十字形十字形光标中心点确定组件左角位置者通界面区域单击拖动鼠标确定组件
GUI组件布置完成菜单栏中三角形钮Tools菜单中ActivateFigure选项观察GUIDE设计结果时会动生成FIG文件M文件FIG文件会提示保存路径
（2）编程回调函数
布置完GUI组件接重步编程钮回调函数实现需功编程程：
① 右键单击钮弹出选择窗口时选择项views callbacks
② 鼠标放views callbacks会弹出子选择窗口根钮属性选择相应函数回调
③ 择完函数会动跳M文件中该钮应回调函数该段函数中编写需实现该钮功代码
进度安排：
2015年1月7日—2015年1月15日 收集课题相关资料阅读分析资料开始准备开题报告
2015年1月16号—2015年2月28日 复MATLAB软件相关知识关语音信号处理相关知识进行系统需求分析总体设计确定模块功完成开题报告
2015年3月1日—2015年4月1 日 进行详细设计编写系统实现程序
2015年4月2日—2015年4月9日 准备中期检查
2015年4月10日—2015年4月17 进行系统调试准备中期答辩
2015年4月18日—2015年4月30日 根定标准撰写毕业文完善系统
2015年5月1日—2015年5月10日 修改文格式完善文编写
2015年5月11日—2015年5月17 日 准备文答辩
参考文献：
[1] 强英MATLAB扩展编程[M]北京：清华学出版社2002
[2] 雷学堂徐火希基MATLAB语音滤波实验设计[J]实验技术理200732(3)：275281
[3] 王嘉梅基MATLAB数字信号处理时间开发[M]西安：西安电子科技学出版社 200712
[4] 张雄伟现代语音处理技术应[M]北京：机械工业出版社2009
[5] 张震王化清语音信号特征提取中Mel倒谱系MFCC改进算法[J]计算机工程应200844(22)：101110
[6] 朱淑琴语音识系统关键技术研究[D]西安电子科技学2004
[7] 胡广书数字信号处理理算法实现[M]北京：清华学出版社1997
[8] 沈怡特定孤立词汉语识系统研究[D]南京气象学院2004
[9] 罗华飞Matlab GUI设计学手记[M]北京：北京航空航天学出版社2011
[10] 张雪英数字语音处理MATLAB仿真[M]北京：电子工业出版社20107
[11] 郑玲李计算机专业毕业设计指导[M]北京清华学出版社2011
[12] 张磊毕靖郭莲英MATLAB实教程[M]北京：民邮电出版社2008
[13] 施阳等MATLAB语言工具箱[M]西安：西北工业学出版社2013
[14]Sonam Kumaricontrolling of device through voice recognition using Matlab[J]International Journal of Advanced Technology & Engineering Research (IJATER)201227(2)113120
[15]Palden LamaSpeech Recognition with Dynamic TimeWarping using MATLAB[J]PROJECT REPORT20104230237
指导教师意见：
教师签名： 年 月 日
指导组(教研室)意见：
组长签名： 年 月 日
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