基于DTW的孤立词语音识别研究和算法改进

DTW算法在实现小词汇表孤立词识别系统时既简单又有效，在特定的场合下获得了广泛的应用。但DTW算法实际应用时有许多缺点，本文对语音识别数学模型DTW作了深入的研究，提出了改进算法。     

基于LPC模型的语音增强算法在ADSP-2191系统中的实现

本文描述了LPC算法在定点DSP系统中的实现.首先介绍了LPC算法的原理和系统中所使用的DSP芯片-ADSP-2191与LPC算法实现有关的结构与功能.重点描述了LPC算法在ADSP-2191上的具体实现,并给出了实验结果和结论.     

孤立字词识别

本文主要介绍了语音识别的一般方法和策略,对动态时间规整（DTW）算法的基本原理进行了说明,并利用该算法实现了一个简单的非特定人孤立字词识别系统。     

飞机牵引车语音识别的动态时间规整优化算法

为研究飞机牵引车智能语音控制,实现机场环境下牵引车对飞行员语音命令的精确、高效识别,同时针对传统动态时间规整（DTW）算法计算量大、时间复杂度高、算法识别效率低的问题,提出了一种车辆语音识别的六边形弯曲窗口约束DTW优化算法。首先,从DTW算法原理、牵引车指令的语音特性和机场环境三方面,分析了弯曲窗口对DTW算法识别精度、效率的影响;然后,在Itakura Parallelogram菱形弯曲窗口约束DTW优化算法的基础上,进一步提出了六边形弯曲窗口约束的DTW全局优化算法;最后,通过改变优化系数,实现了最优六边形弯曲窗口约束的DTW算法方案。基于孤立词识别的实验结果表明,所提最优算法与传统DTW算法、菱形弯曲窗口约束的DTW算法相比,识别错误率分别降低77.14%和69.27%,识别效率分别提高48.92%和27.90%。该最优算法更具鲁棒性、时效性,可以作为飞机牵引车智能控制的理想指令输入端口。     

一种基于帧跳跃的语音识别改进算法

引入帧跳跃的概念,从而改进了传统的端点检测算法和DTW算法,实现了一个改进的实时语音识别系统,并在计算机上进行了模拟仿真。实验结果表明,改进后的算法能有效提高孤立词的识别速度和识别精度。     

基于CM-DTW算法的智能手机动态手势身份认证

针对DTW算法在手势身份认证中存在的问题，提出了一种基于约束多维DTW算法（Constraints Multi-dimension Dynamic Time Wrapping，CM-DTW）的智能手机动态手势身份认证方法.该方法利用手机内置传感器获取代表用户生物行为特征的手势数据，通过Sakoe-Chiba窗约束下的DTW算法选择合法用户的候选模板集，采用线性升降采样归一化候选模板得到一个标准模板.该方法与DTW算法相比，不仅提高了身份认证的时间效率，并且保证了用户身份认证的准确率.     

LPC与LSF系数转换的FPGA实现

首先根据切比雪夫多项式求根法对LPC系数到LSF系数转换过程进行分析与推导,并给出了根据已知的LSF系数进行逆推求LPC系数迭代算法。然后,借助DDS算法原理实现查找表搜索求根,并在FPGA上实现了LSF系数到LPC系数转换。最后,给出了结论和分析。     

一种新的基于并行分段裁剪的DTW算法

通过对DTW算法的研究,提出了一种并行分段裁剪的新方法,在减少DTW算法运算量方面有显著效果,并将其用于一个地名识别系统中,经测试,可以明显缩短识别时间,具有很强的实时性,有较高的识别率,适合作为小型语音识别产品的主要算法。     

基于时间加权改进的LDTW算法

在时间序列相似性度量研究中,动态时间弯曲（dynamic time warping,DTW）是最为常用的算法之一,但其存在病态对齐问题且未考虑时间属性影响。限制对齐路径长度DTW（DTW under limited warping path length,LDTW）和时间加权DTW（time-weighed DTW,TDTW）分别尝试解决上述两个问题中的一个,但未能同时解决DTW两方面的不足。为此提出一种综合时间权重的LDTW（time-weighting LDTW,TLDTW）算法。首先通过测量两个时间序列中时间点对的距离构建时间权值矩阵;然后在LDTW累计成本矩阵递归填充过程中融合对应的时间权值,以实现在考虑时间因素影响的同时保留有效抑制病态对齐特性。基于UCR数据集进行1-NN分类实验,实验结果显示基于TLDTW相似度量的分类准确率优于其他对比算法,且进一步对比验证了其可靠性。     

嵌入式语音识别系统中的DTW在线并行算法*

为提高语音识别系统的实时性,利用动态规划和并行计算思想,提出一种适用于嵌入式语音识别系统的DTW(动态时间规整)在线并行算法。通过分析标准DTW及其主要衍生算法,对DTW算法的数据结构进行改进以满足在线算法要求,在寻找最佳路径过程中动态连续地分配和释放内存或预先分配固定大小的内存,并将多个关键词的DTW计算分布到多个运算单元;最后汇总各运算单元的结果得到识别结果。实验表明,该算法比经典DTW降低了内存使用和识别时间,并使语音识别的实时系数达到1.17,具有较高的实时性。     

Viterbi和DTW算法的关系分析——在非特定人手语识别中的应用

在经典的模式识别理论中,Viterbi算法代表了统计概率的模式匹配算法,而DTW算法代表了模版匹配的模式匹配算法,它们之间是否存在关系至今尚无定论.为了找到这两种算法之间的关系,在类别隶属度是广义概率的假设前提下,应用模糊数学的理论在Viterbi算法与DTW算法之间建立起联系.首先,提出了利用模糊数学的贴近度把DTW算法的距离向Viterbi算法的概率转化的通用贴近度表达式,并对通用贴近度表达式给出了理论上的证明.其次,应用DTW的通用贴近度表达式重估HMM参数,建立DTW算法与Viterbi算法之间的模糊贴近度关系,并为此提出了δ-ε算法,得到基于数据帧的类似于HMM的参数重估形式.然后,为了确保建立DTW算法与Viterbi算法之间的模糊贴近度关系的正确性,以定理的形式给出了相应的证明.再次,通过设定的DTW贴近度表达式对HMM参数重估的过程中,发现了DTW贴近度的重估参数与HMM重估参数之间存在着的模糊关系,以定理的形式对这种模糊关系加以证明.最后,依据上述定理提出了Dtw-ViterbiⅠ,Ⅱ,Ⅲ算法,以定理的形式对Dtw-ViterbiⅠ,Ⅱ,Ⅲ算法的正确性加以证明,并将对Dtw-ViterbiⅠ...     

基于局部梯度和二进制模式的时间序列分类算法

时间序列分类问题是时间序列数据挖掘中的一项重要任务,近些年受到了越来越广泛的关注.该问题的一个重要组成部分就是时间序列间的相似性度量.在众多相似性度量算法中,动态时间规整是一种非常有效的算法,目前已经被广泛应用到视频、音频、手写体识别以及生物信息处理等众多领域.动态时间规整本质上是一种在边界及时间一致性约束下的点对点的匹配算法,能够获得两条序列间的全局最优匹配.但该算法存在一个明显的不足,即不一定能实现序列间的局部合理匹配.具体的讲,就是具有完全不同局部结构信息的时间点有可能被动态时间规整算法错误匹配.为了解决这个问题,提出了一种改进的基于局部梯度和二进制模式的动态时间规整算法LGBDTW (local gradient and binary pattern based dynamic time warping),通过考虑时间序列点的局部结构信息来强化传统动态时间规整算法.所提算法虽然实质上是一种动态时间规整算法,但它通过考虑序列点的局部梯度和二进制模式值来进行相似性加权度量,有效避免了具有相异局部结构的点匹配.为了进行全面比较,将所提出的算法应用到了最近邻分类算法的相似性度量中,并在...     

改进DTW下界函数的距离度量方法研究

动态时间弯曲算法（DTW）是一种常见的时间序列相似性度量方法,对数据挖掘任务起着至关重要的作用。针对现有DTW算法的时间复杂度高、度量精确度一般的特征,提出一种DTW下界函数的提前终止算法（LB_ESDTW）。引入提前终止思想,提高算法的执行效率;再在提前终止算法思想的基础上,与DTW下界函数相结合,提出一种基于提前终止DTW的下界函数算法（LB_ESDTW）。该算法在保证高效的运行时间效率的同时,也使得算法的度量准确率得到了提升。实验结果表明,LB_ESDTW在绝大部分时间序列数据集中,都表现出良好的适应性,针对不同类别的时间序列,都能有良好的度量性能。     

用DSP实现基于VQ的说话人识别系统

在TI的DSK5402平台上构建了一个主要采用VQ方法的6个说话人识别系统。该系统采用了10阶的线性预测参数、10阶的线性预测倒谱参数及基音参数,提出了一种改进的LBG算法,以避免在迭代过程中产生空胞腔,使之能适应多种距离测量。实验证明,本系统在指定文本的说话人闭集测试中取得了满意的效果。     

基于DTW的红外乘客计数系统

乘客上下车自动人数统计系统是一个亟待解决的难题,而传统的统计方法存在诸多不合理因素。介绍了使用红外传感器的自动乘客计数方法的原理和结构,同时引入动态时间规整算法对信号进行识别,但传统的DTW(dynamic time warping)算法存在缓存空间大、对端点检测依赖性较强等缺点,因此对其进行了改善并提出了具有良好的端点检测方法。实验统计结果表明,其准确率达到97%。     

基于DTW的红外乘客计数方法研究

乘客上下车自动人数统计系统是一个亟待解决的难题,而传统的统计方法存在诸多不合理因素。本文介绍了使用红外传感器的自动乘客计数方法的原理和结构,同时引入动态时问规整算法对信号进行识别,但传统的DTW（Dynamic Time Warping）算法存在缓存空间大、对端点检测依赖性较强等缺点。作者对其进行改善并提出了具有良好的端点检测方法。实验统计结果表明,其准确率达到96％。     

基于SoPC的孤立词语音识别系统的设计

采用SoPC方法,实现了基于动态时间规整(DTW)算法的孤立词语音识别系统,该系统可以作为电器系统的语音命令控制模块使用。考虑嵌入式系统的特点,对端点检测算法和模式匹配算法进行了选择和调整。实验表明,该语音识别系统运行速度和识别准确性能够适应语音控制的要求。SoPC设计方式灵活,适合对系统进行改进升级。     

风电机组齿轮箱的多变量时间序列故障预警

针对风电机组故障预警中，原始动态时间规整（DTW）算法无法有效度量风电机组多变量时间序列数据之间距离的问题，提出一种基于犹豫模糊集的动态时间规整（HFS-DTW）算法。该算法是原始DTW算法的一种扩展算法，可对单变量和多变量时间序列数据进行距离度量，且精度与速度较原始DTW算法更优。以子时间序列相似度距离为目标函数，使用帝国竞争算法（ICA）优化了HFS-DTW算法中的子序列长度和步距参数。算例研究表明与仅DTW算法和非参数最优的HFS-DTW算法相对比，参数最优的HFS-DTW可挖掘更多的多维特征点信息，输出的多维特征点相似序列具有更丰富细节；且基于所提算法可提前10天预警风电机组齿轮箱故障。     

基于时间序列优化和DTW的在线手写签名鉴别

针对传统DTW算法的不足,本文通过优化时间序列,提出了基于时间序列优化的在线手写签名鉴别算法。该算法弥补了传统DTW算法忽略签名时间序列长度的不足,并提高了签名认证准确率。实验结果说明算法是可行的。