一种语音关键词的识别方法及识别电路

技术特征：
1.一种语音关键词的识别方法，其特征在于，在模拟域下计算语音信号的梅尔频率倒谱系数，包括如下步骤：s1：麦克风输出的信号经过低噪声放大器得到放大后的信号；s2：利用帕萨瓦尔定理将所述放大后的信号在时域中经过平方器进行平方，得到平方后的信号；s3：采用一组梅尔频率内呈线性的滤波器组对所述平方后的信号进行带通滤波，得到滤波后的信号；s4：对所述滤波后的信号进行积分得到积分后的信号；s5：采用对数运算电路对所述积分后的信号实现对数运算；s6：对数运算得到的结果进行离散余弦变换得到所述语音信号的梅尔频率倒谱系数。2.如权利要求1所述的语音关键词的识别方法，其特征在于，利用帕萨瓦尔定理将所述放大后的信号在时域中经过平方器进行平方，得到平方后的信号，再对所述平方后的信号进行积分：其中，x(t)是原信号，x(ω)是傅里叶变换后的信号，t是时域单位，ω是频域单位。3.如权利要求2所述的语音关键词的识别方法，其特征在于，所述滤波器组是带通滤波器，其传输函数h(s)表示为：其中，a、b、c、d是系数，s是复频域单位。4.如权利要求2所述的语音关键词的识别方法，其特征在于，对所述对数运算得到的结果进行离散余弦变换包括：将所述对数运算得到的结果根据系数矩阵转换为电流再相加，所述系数矩阵：其中，a、b、c、d、e、f、g是参数。5.一种语音关键词的识别电路，其特征在于，用于实现如权利要求1-4任一所述的语音关键词的识别方法，包括：放大单元，用于将所述麦克风输出的信号经过低噪声放大器得到放大后的信号；平方单元，用于利用帕萨瓦尔定理将所述放大后的信号在时域中经过平方器进行平方，得到平方后的信号；
滤波单元，用于对所述平方后的信号进行滤波得到滤波后的信号；积分单元，用于对所述滤波后的信号进行积分得到积分后的信号；对数运算单元，采用对数运算电路对所述积分后的信号实现对数运算；离散余弦变换单元，用于对数运算得到的结果进行离散余弦变换得到所述语音信号的梅尔频率倒谱系数。6.如权利要求5所述的语音关键词的识别电路，其特征在于，所述平方单元包括6个场效应晶体管分别为m1-m6，场效应晶体管m1和场效应晶体管m2作为差分输入对管，所述场效应晶体管m1和所述场效应晶体管m2的漏极与场效应晶体管m3和场效应晶体管m4的漏极相连；所述场效应晶体管m3的栅漏相连并连接场效应晶体管m5的栅极，场效应晶体管m4的栅漏相连并连接场效应晶体管m6栅极。7.如权利要求6所述的语音关键词的识别电路，其特征在于，所述积分单元包括放大器a1、电容c1、开关s1和电阻r1；其中，所述放大器的两个输入端中正端输入接地，负端输入和所述滤波后的信号中间连接电阻，负端输入与输出端之间并联开关s1和电容c1；所述开关s1用于对所述滤波后的信号进行分帧处理，所述电容c1将输入的电流信号转换成电压信号。8.如权利要求7所述的语音关键词的识别电路，其特征在于，所述对数运算单元包括放大器a2、电阻r2、二极管d1；所述积分后的信号与所述电阻r2一端相连，所述电阻r2另一端连接到所述放大器a2负端输入，所述放大器a2负端和输出端之间并联所述二极管d1，所述放大器a2正端输入接地。9.如权利要求8所述的语音关键词的识别电路，其特征在于，所述对数运算单元的计算公式为：其中，i是积分后的电压信号通过电阻r2转换成的电流，v是对数运算后的电压结果，i
s
是二极管d1的饱和电流，v
t
是二极管d1的热电压，e是自然常数。10.如权利要求9所述的语音关键词的识别电路，其特征在于，所述离散余弦变换单元包括8*8个电压转换成电流的计算矩阵，所述计算矩阵按照如下系数矩阵排列：
设计分别计算7个参数大小的7种计算单元，用于在电路中实现计算参数a、b、c、d、e、f、g。

技术总结
本发明提供一种语音关键词的识别方法及识别电路，识别方法包括：在模拟域下计算语音信号的梅尔频率倒谱系数，包括：麦克风输出的信号经过低噪声放大器得到放大后的信号；利用帕萨瓦尔定理将所述放大后的信号在时域中经过平方器进行平方，得到平方后的信号；采用一组梅尔频率内呈线性的滤波器组对所述平方后的信号进行带通滤波，得到滤波后的信号；对所述滤波后的信号进行积分得到积分后的信号；采用对数运算电路对所述积分后的信号实现对数运算；对数运算得到的结果进行离散余弦变换得到所述语音信号的梅尔频率倒谱系数。通过在模拟域下计算语音信号的梅尔频率倒谱系数，有效降低了整体电路功耗，具有较高的可行意义。具有较高的可行意义。具有较高的可行意义。


技术研发人员：唐仙 张诗滢 王志华
受保护的技术使用者：清华大学深圳国际研究生院
技术研发日：2022.01.25
技术公布日：2022/5/10