创新项目：语言识别总结_创新项目的总结与分析

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创新项目：语言识别总结

这是我第二次参与校级的创新项目，由于有了之前的一次锻炼经历加之一些专业课程的补充，所以这次项目相比之前的一次更加得心应手了。虽然在过程中依然遇到了不少困难，不过从总体来说这些困难并没有什么大不了的！

这次项目我主要负责硬件电路搭建调试部分，即本次项目所有的硬件电路部分全部由我一个人负责。因为我们这次做的是基于单片机的男女生声音的识别，既然要识别声音，所以声音的采集接收模块是必不可少的。为了实现声音信号与电信号之间的转换，最常见的办法就是用一个话筒对声音信号进行采集，但是光是一个话筒是不足以达到要求的，因为话筒采集转换出来的电信号是十分微弱的，最多也就十几mv,这样微弱的信号当然不能直接就提供给单片机进行处理的。因此，为了能让单片机能顺利的对采集到的电信号进行处理我们必须对采集到的电信号进行放大，电信号放大也有很多办法，比如可以直接用三极管对其进行放大，如果一级三极管放大的倍数不够还可以多级串联，知道达到要求即可，但是用三极管直接进行放大也存在不少问题，最大的问题就是它的输入电阻太小，很容易造成输入的电信号失真；并且它搭出来的放大电路的抗干扰能力也不怎么好，还有就是三极管电路不好直接搭建。基于以上分析考虑，最后我选择了另一种放大电路，就是集成运算放大器，这种放大器性能好，放大倍数高而且抗干扰能力强，最重要的是它的输入电阻非常大，从理论上来说可以达到无穷大。所以这种放大器目前非常常用，而且市场上的价格也很便宜，还有就是手工电路容易搭建，所以我最终选择了这种放大器对话筒采集转换得到的声音电信号进行放大处理。经过多次的搭建调试，并选择了不同的电路一一进行对比，我最后选用了一个性能比较稳定和简单的电路作为我们这次项目的第一个模块，即声音信号的采集放大模块。

声音信号采集并放大之后依然不能直接就送入单片机让它对其进行分析处理，因为采集到的信号中不可避免的会引入很多噪声，其中当然也不乏很多高频信号！然而声音信号的能量主要集中在低频部分，而且人说话的声音频率也主要集中在30至3k Hz的频率段，所以那些采集到的超过3k Hz的高频部分基本上都属于噪声！而且单片机是一种数字芯片，它只能处理数字信号，所以在声音模拟信号进入单片机进行处理之前必须对其进行采样并量化转换为数字信号，俗称AD转换，然而又根据采样定理可知:为了保证AD转换后的信号不失真，采样频率必须大于或等于所采集的模拟信号的最高频率的两倍，否则会出现频率混叠现象。所以如果声音信号中无用的高频部分太多，这不仅需要更高的采集频率而且数据量也会大大增加，由于我们这次选择让单片机同时进AD转换和数据处理，所以如果高频分量太多，这不仅会大大加重单片机的工作负担，而且还会让其做大量的无用功。并且由于单片机本身性能的缺陷，这很有可能导致单片机无法正常处理信息，这也会导致一部分信息丢失！结果会导致我们得到一个错误的信息处理结果。这些种种问题都是我们应该避免的！然而怎么去避免以上这些问题呢？其实很简单，就只需对采集到的信号进行低通滤波就可以了。由于人类正常说话声音的有效频率集中在30至3k Hz之中，所以我只需设计一个截止频率是3k Hz的低通滤波器即可！

滤波器有很多种，有分有源滤波器和无源滤波器、数字滤波器和模拟滤波器等！但是由以上的种种分析可知，我们本次项目若采用数字滤波器是不大现实的，因为这不仅达不到信号处理的效果反而又会大大加重单片机的工作负担。所以我们这次只能选用模拟滤波器了，然而模拟滤波器又分为有源和无源的，虽然它们一般来说就是可以进行模拟信号的滤波处理！但区别也还是很大的，虽然无源滤波器的电路实现要比有源滤波器的电路要简单很多！但是无源滤波器的滤波效果却不及有源滤波器！所有事物都是有其两面性的，这没必要太过于追究！最后为了能够达到较高的滤波效果我还是选择了有源滤波器对信号进行滤波。

本次创新项目，我除了进行以上所介绍的硬件电路的设计并搭建调试之外。其他的硬件设备比如单片机的主控板和12864的显示模块等都是是由我搭建并焊接的。虽然焊锡焊接时发出的味道着实让人感到恶心加头疼，但为了让自己得到更多的锻炼这些又算得了什么呢？虽然设计电路加上调试并最后焊接等工作花了我很多时间！但当我看到自己设计的电路加上其他同学编写的程序最后能够顺利实现我们最后的要求时，自豪感油然而生。