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动态时间规整(DTW)是一种强大的语音识别技术,用于衡量两段语音序列的相似性。它通过动态规划算法,寻找两序列的最优对齐方式。
DTW原理基于以下关键步骤:
其一,构建距离矩阵。设语音序列Q和C分别为参考模板和测试模板,长度分别为n和m。矩阵中的每个元素(i, j)表示qi与cj的距离d(qi, cj),常用欧氏距离公式计算:d(qi, cj) = (qi - cj)^2。
其二,动态规划求解距离矩阵中的最短路径。路径视为对齐方式,通过的网格点表示对齐位置。各点的值由当前点的距离加上前方(上、左、上左)的最小值构成,确保路径的最小累计距离。
DTW规整函数需满足三大约束条件:
该算法适用于处理不等长的时间序列,能够灵活处理语音中的时间差异。其优点在于考虑了语音序列的时间特性,相比直接缩放或截断,能更准确地衡量两序列的相似性。
代码实现如下:
函数main
控制主界面,调用 main_OpeningFcn
初始化,main_OutputFcn
返回结果。edit1_Callback
处理参考库路径输入。pushbutton1_Callback
访问音频文件并进行识别。pushbutton2_Callback
对训练模板进行处理,包括声音读取、发射前后点检测、MFCC提取和存储。 代码设计结构清晰,便于扩展和修改。用户可根据需求调整训练数据集和识别参数,以获得最佳识别效果。
运行结果表明,系统能够准确识别测试音片,对训练数据集的语音库具有较高的识别率,显示出较强的性能。
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