一种用于特征提取的语音滤波电路及语音绘图系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于特征提取的语音滤波电路及语音绘图系统，属于语音信号滤波领域，语音滤波电路包括电压输入端、电压输出端、若干三极管以及电容，电容C1并联在三极管T1的集电极与发射极两端，三极管T1的集电极分别与三极管T2的基极以及三极管T3的集电极连接，三极管T1的基极与三极管T5的基极连接，三极管T1的发射极、三极管T2的发射极、三极管T5的发射极、三极管T7的发射极以及三极管T8的发射极均与接地端连接；电容C2并联在所述三极管T2的集电极与发射极两端，三极管T5的集电极与三极管T6的集电极以及三极管T7的集电极连接。本实用新型专利技术便于语音特征提取和计算，提高了语音识别的分辨率和精度。本实用新型专利技术适用于语音识别系统。

Speech filtering circuit and voice drawing system for feature extraction

The utility model provides a filter circuit for speech feature extraction and speech drawing system, belonging to the field of speech signal filtering, speech filter circuit comprises a voltage input terminal, a voltage output terminal, a plurality of transistors and capacitors, capacitor C1 in parallel with the collector of the triode T1 electrode and the emitter ends, the collector of the triode T1 with the base electrode of the transistor T2 and the collector of the triode T3 are connected to a base electrode of the transistor T1 and a triode T5 base connection, the emitting electrode of the triode T1 and the triode T2 and the triode T5 emitter emitter, emitter transistor T7 and Emission Triode T8 and pole the ground terminal is connected; the capacitor C2 connected in parallel to the collector of the triode T2 and the emitter ends, the collector of the triode T5 and the collector of the triode T6 and the triode collector connected T7. The utility model has the advantages of convenient speech feature extraction and calculation, and improves the resolution and precision of speech recognition. The utility model is suitable for speech recognition system.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于特征提取的语音滤波电路及语音绘图系统，属于语音识别电路领域。
技术介绍
语音识别是实现智能化物联网、智能家居的重要技术，现有技术中的语音特征提取电路的实现方法有基于串联的低通滤波器和并联带通滤波器两类，两种方法的分辨率都不能达到高精度的需求，并且电路结构较为复杂，配合芯片使用会使得芯片资源利用率较低。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中由于仅使用串联低通滤波器或并联带通滤波器，导致语音识别的分辨率较低，达不到高精度的缺陷，提出了一种用于特征提取的语音滤波电路及语音绘图系统，其中语音滤波电路包括：电压输入端、电压输出端、三极管T1、三极管T2、三极管T3、三极管T4、三极管T5、三极管T6、三极管T7、三极管T8、三极管T9、电容C0、电容C1、电容C2，其中：所述电容C1并联在所述三极管T1的集电极与发射极两端，所述三极管T1的集电极分别与所述三极管T2的基极以及所述三极管T3的集电极连接，所述三极管T1的基极与所述三极管T5的基极连接，所述三极管T1的发射极、所述三极管T2的发射极、三极管T5的发射极、三极管T7的发射极以及三极管T8的发射极均与接地端连接；所述电容C2并联在所述三极管T2的集电极与发射极两端，所述三极管T2集电极与所述电源输入端以及所述三极管T4的集电极连接；所述三极管T5的集电极与所述三极管T6的集电极以及所述三极管T7的集电极连接，所述三极管T7的集电极与所述三极管T7的基极连接，所述三极管T7的基极与所述三极管T8的基极连接，所述三极管T8的集电极与所述三极管T9的集电极连接；所述电容C0并联在所述三极管T9的基极与所述三极管T9的发射极两端，所述三极管T9的集电极与所述电压输出端连接；所述三极管T3的集电极、三极管T4的集电极、三极管T6的集电极以及三极管T9的集电极均与参考电压连接；所述三极管T1、三极管T5、三极管T7、三极管T8均为P沟道型MOS管，所述三极管T3、三极管T4、三极管T6、三极管T9均为N沟道型MOS管。本专利技术还提出了一种语音绘图系统，包括麦克风、时钟电路以及供电电路，还包括音频输入电路、音频输出电路、语音缓存电路、语音指令存储电路、用于驱动画笔的电机电路、供电电路、嵌入式语音识别处理电路以及前述的用于特征提取的语音滤波电路，其中：所述麦克风的模拟信号输出端与所述音频电路的音频输入端连接；所述音频输出电路的音频输出端与所述语音滤波电路的电压输入端连接，所述语音滤波电路的电压输出端与所述嵌入式语音识别处理电路的音频输入端连接；所述语音缓存电路的第一支路与语音指令存储电路的输入输出端连接，第二支路与所述音频输出电路的音频输入端连接，第三支路与所述嵌入式语音识别处理电路的输入输出端连接；所述语音指令存储电路与所述嵌入式语音识别处理电路连接；所述电机电路与所述嵌入式语音识别处理电路的驱动端连接；所述供电电路为其余部件供电；所述时钟电路为其余部件提供时钟输入信号。本专利技术的技术效果是，使用MOS管代替低通滤波器以及带通滤波器，便于语音特征提取和计算，提高了语音识别的分辨率和精度。同时提供了一种语音绘图系统，可以通过语音识别控制画笔进行绘图，填补了通过语音识别进行绘图的技术空白，而语音识别过程中使用的语音滤波电路也使得语音识别更加准确。附图说明图1是本技术实施例的用于特征提取的语音滤波电路的电路结构图；图2(a)是原始语音信号的二维时频图；图2(b)是使用本技术的语音滤波电路滤波后的二维时频图；图3(a)是原始语音信号的时域图；图3(b)是滤波后信号的时域图；图4是本技术实施例的语音识别系统的方框原理图；图5是本技术实施例的音频输出电路的电路结构图；图6是本技术实施例的音频输入电路的一个实施例的电路结构图；图7是本技术实施例的语音缓存电路的电路结构图；图8是本技术实施例的用于驱动画笔的电机驱动电路的电路结构图；图9是本技术实施例的音频输入电路的另一个实施例的电路结构图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式的用于特征提取的语音滤波电路，如图1所示，包括电压输入端、电压输出端、三极管T1、三极管T2、三极管T3、三极管T4、三极管T5、三极管T6、三极管T7、三极管T8、三极管T9、电容C0、电容C1、电容C2，其中：电容C1并联在所述三极管T1的集电极与发射极两端，三极管T1的集电极分别与三极管T2的基极以及三极管T3的集电极连接，三极管T1的基极与三极管T5的基极连接，三极管T1的发射极、三极管T2的发射极、三极管T5的发射极、三极管T7的发射极以及三极管T8的发射极均与接地端连接；电容C2并联在所述三极管T2的集电极与发射极两端，三极管T2集电极与电源输入端以及三极管T4的集电极连接；三极管T5的集电极与三极管T6的集电极以及三极管T7的集电极连接，三极管T7的集电极与三极管T7的基极连接，三极管T7的基极与三极管T8的基极连接，三极管T8的集电极与三极管T9的集电极连接；电容C0并联在三极管T9的基极与三极管T9的发射极两端，三极管T9的集电极与电压输出端连接；三极管T3的集电极、三极管T4的集电极、三极管T6的集电极以及三极管T9的集电极均与参考电压连接；三极管T1、三极管T5、三极管T7、三极管T8均为P沟道型MOS管，所述三极管T3、三极管T4、三极管T6、三极管T9均为N沟道型MOS管。其中，MOS管T1和T2构成二阶滤波器，T5、T6构成电压电流转换电路，T7实现半波整流功能，T8将整流后的电流输出至低通滤波电路，T9和C0构成低通滤波电路。其中二阶滤波器、低通滤波器、整流电路等原理是公知的，本技术的创新点在于使用N沟道、P沟道MOS管实现这些滤波电路，从而代替现有技术中使用运算放大器、电感等元件实现相同功能。这种替代方法准确性更高，并且可以通过MOS管的特性进行定量计算和精确的开关控制，而现有技术进行计算时由于电感振荡的特性，计算并不准确，而且如果要进行开关控制需要额外使用开关元件，会耗费更多成本。因此本技术的特点是现有技术的滤波电路所不具备的。下面结合实验数据和实验图像来具体说明本技术的技术效果：(1)本技术的滤波效果：图2(a)是原始语音信号的二维时频图，图2(b)是使用本技术的语音滤波电路滤波后的二维时频图，两图对比可以看出，滤波后的时频图比原始语音信号图的颜色更浅，意味着一部分噪声能量被滤除，同时相对应的频率方向、时间方向上的信号成分更少，因此可以判断出本技术的语音滤波电路可以有效滤除语音信号时频矩阵中的低能量噪声。图3(a)和图3(b)分别是原始语音信号和滤波后信号的时域图，可以明显看出滤波后信号的时域图滤除掉了一部分噪声能量，进一步证明了本技术的效果。(2)本技术的特征提取效果：表1表1是本技术的语音特征提取效果对比，其中使用的测试语音是语音“右”、“左”以“上”，表示了控制画笔移动方向的语音指令。其中漏警率表示未能识别出正确语音指令的频率，漏警率越低，表示语音特征提取效果越好。从表中可以看出，在语音“右”和语音“上”的测试结果中，本技术的语音特征提取效果的漏警率比现有技术分别降低了1.1％以及0.98％，而语音“左”的漏警率比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于特征提取的语音滤波电路，其特征在于，包括电压输入端、电压输出端、三极管T1、三极管T2、三极管T3、三极管T4、三极管T5、三极管T6、三极管T7、三极管T8、三极管T9、电容C0、电容C1、电容C2，其中：所述电容C1并联在所述三极管T1的集电极与发射极两端，所述三极管T1的集电极分别与所述三极管T2的基极以及所述三极管T3的集电极连接，所述三极管T1的基极与所述三极管T5的基极连接，所述三极管T1的发射极、所述三极管T2的发射极、三极管T5的发射极、三极管T7的发射极以及三极管T8的发射极均与接地端连接；所述电容C2并联在所述三极管T2的集电极与发射极两端，所述三极管T2集电极与电源输入端以及所述三极管T4的集电极连接；所述三极管T5的集电极与所述三极管T6的集电极以及所述三极管T7的集电极连接，所述三极管T7的集电极与所述三极管T7的基极连接，所述三极管T7的基极与所述三极管T8的基极连接，所述三极管T8的集电极与所述三极管T9的集电极连接；所述电容C0并联在所述三极管T9的基极与所述三极管T9的发射极两端，所述三极管T9的集电极与所述电压输出端连接；所述三极管T3的集电极、三极管T4的集电极、三极管T6的集电极以及三极管T9的集电极均与参考电压连接；所述三极管T1、三极管T5、三极管T7、三极管T8均为P沟道型MOS管，所述三极管T3、三极管T4、三极管T6、三极管T9均为N沟道型MOS管。...

【技术特征摘要】
1.一种用于特征提取的语音滤波电路，其特征在于，包括电压输入端、电压输出端、三极管T1、三极管T2、三极管T3、三极管T4、三极管T5、三极管T6、三极管T7、三极管T8、三极管T9、电容C0、电容C1、电容C2，其中：所述电容C1并联在所述三极管T1的集电极与发射极两端，所述三极管T1的集电极分别与所述三极管T2的基极以及所述三极管T3的集电极连接，所述三极管T1的基极与所述三极管T5的基极连接，所述三极管T1的发射极、所述三极管T2的发射极、三极管T5的发射极、三极管T7的发射极以及三极管T8的发射极均与接地端连接；所述电容C2并联在所述三极管T2的集电极与发射极两端，所述三极管T2集电极与电源输入端以及所述三极管T4的集电极连接；所述三极管T5的集电极与所述三极管T6的集电极以及所述三极管T7的集电极连接，所述三极管T7的集电极与所述三极管T7的基极连接，所述三极管T7的基极与所述三极管T8的基极连接，所述三极管T8的集电极与所述三极管T9的集电极连接；所述电容C0并联在所述三极管T9的基极与所述三极管T9的发射极两端，所述三极管T9的集电极与所述电压输出端连接；所述三极管T3的集电极、三极管T4的集电极、三极管T6的集电极以及三极管T9的集电极均与参考电压连接；所述三极管T1、三极管T5、三极管T7、三极管T8均为P沟道型MOS管，所述三极管T3、三极管T4、三极管T6、三极管T9均为N沟道型MOS管。2.一种语音绘图系统，包括麦克风、时钟电路以及供电电路，其特征在于，还包括音频输入电路、音频输出电路、语音缓存电路、语音指令存储电路、用于驱动画笔的电机电路、供电电路、嵌入式语音识别处理电路以及如权利要求1所述的用于特征提取的语音滤波电路，其中：所述麦克风的模拟信号输出端与所述音频电路的音频输入端连接；所述音频输出电路的音频输出端与所述语音滤波电路的电压输入端连接，所述语音滤波电路的电压输出端与所述嵌入式语音识别处理电路的音频输入端连接；所述语音缓存电路的第一支路与语音指令存储电路的输入输出端连接，第二支路与所述音频输出电路的音频输入端连接，第三支路与所述嵌入式语音识别处理电路的输入输出端连接；所述语音指令存储电路与所述嵌入式语音识别处理电路连接；所述电机电路与所述嵌入式语音识别处理电路的驱动端连接；所述供电电路为其余部件供电；所述时钟电路为其余部件提供时钟输入信号。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述音频输入电路包括与所述麦克风的正极连接的第一音频输入端以及与所述麦克风的负极连接的第二音频输入端，所述第一音频输入端的第一支路经过第一分压电阻后与模拟地连接，所述第一音频输入端的第二支路经过第一滤波电容与所述嵌入式语音识别处理电路的正极输入输出端连接，所述第二音频输入端经过第二滤波电容与所述嵌入式语音识别处理电路的负极输入输出端连接。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌滨，崔珊珊，孟凡曦，游岚华，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23