I. Tổng quan tình hình nghiên cứu
Luận văn tập trung vào thiết kế hệ thống nhận dạng tiếng nói Tiếng Việt theo quy trình ASIC, một phương pháp thiết kế vi mạch tích hợp. Nhận dạng tiếng nói là lĩnh vực quan trọng trong kỹ thuật điện tử và viễn thông, đặc biệt với sự phát triển của công nghệ nhận dạng. Luận văn đề xuất thiết kế ASIC cho hệ thống nhận dạng tiếng nói, sử dụng giải thuật MFCC để trích xuất đặc trưng tiếng nói. Phương pháp này được đánh giá cao về hiệu quả và độ chính xác trong các hệ thống nhận dạng.
1.1. Tổng quan về nhận dạng tiếng nói
Nhận dạng tiếng nói là quá trình chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành văn bản hoặc lệnh điều khiển. Hệ thống nhận dạng tiếng nói bao gồm hai giai đoạn chính: huấn luyện và nhận dạng. Trong đó, trích đặc trưng là bước quan trọng để rút gọn thông tin từ tín hiệu âm thanh. Giải thuật MFCC (Mel-frequency cepstral coefficients) được sử dụng rộng rãi do khả năng bắt chước cách nghe của tai người. Luận văn tập trung vào thiết kế hệ thống sử dụng MFCC với cấu hình linh động, phù hợp với tiếng Việt.
1.2. Phương pháp trích đặc trưng MFCC
MFCC là giải thuật trích đặc trưng dựa trên tần số Mel, mô phỏng cách nghe của con người. Quy trình bao gồm các bước: pre-emphasis, windowing, FFT, bộ lọc Mel, và DCT. Luận văn đề xuất thiết kế ASIC cho bộ trích đặc trưng MFCC, với khả năng tùy chỉnh cấu hình động. Điều này giúp hệ thống linh hoạt hơn trong việc xử lý các ngôn ngữ khác nhau, đặc biệt là tiếng Việt.
II. Thiết kế hệ thống nhận dạng tiếng nói
Luận văn trình bày chi tiết thiết kế hệ thống nhận dạng tiếng nói theo quy trình ASIC. Hệ thống bao gồm các khối chức năng chính: bộ trích đặc trưng MFCC, bộ xử lý tín hiệu, và bộ nhận dạng. Thiết kế ASIC được thực hiện từ mô tả bằng ngôn ngữ phần cứng đến tổng hợp và thiết kế vật lý. Luận văn nhấn mạnh tính linh động của hệ thống, cho phép thay đổi cấu hình thông qua phần mềm.
2.1. Kiến trúc phần cứng trích đặc trưng MFCC
Kiến trúc phần cứng của bộ trích đặc trưng MFCC được thiết kế theo quy trình ASIC, bao gồm các khối: pre-emphasis, windowing, FFT, bộ lọc Mel, và DCT. Mỗi khối được mô tả chi tiết bằng ngôn ngữ phần cứng và tổng hợp thành vi mạch. Luận văn đề xuất cấu hình động cho các thông số như số điểm FFT, số bộ lọc Mel, và bậc tính delta, giúp hệ thống linh hoạt hơn trong các ứng dụng thực tế.
2.2. Quy trình thiết kế ASIC
Quy trình thiết kế ASIC bao gồm các bước: mô tả hệ thống bằng ngôn ngữ phần cứng, tổng hợp logic, và thiết kế vật lý. Luận văn sử dụng công cụ thiết kế chuyên dụng để mô phỏng và kiểm tra hiệu năng của hệ thống. Kết quả thiết kế vật lý được đánh giá dựa trên diện tích chip, tốc độ xử lý, và độ chính xác. Thiết kế ASIC giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm chi phí sản xuất.
III. Kết quả và đánh giá
Luận văn trình bày kết quả thực nghiệm của hệ thống nhận dạng tiếng nói theo quy trình ASIC. Hệ thống được kiểm tra với các mẫu tiếng nói tiếng Việt, đạt độ chính xác cao trong việc trích xuất đặc trưng và nhận dạng. Kết quả thiết kế vật lý cho thấy hệ thống có diện tích chip nhỏ và tốc độ xử lý nhanh, phù hợp với các ứng dụng thực tế.
3.1. Kết quả thực nghiệm
Hệ thống được thử nghiệm với các mẫu tiếng nói tiếng Việt, sử dụng bộ từ vựng đa dạng. Kết quả cho thấy độ chính xác cao trong việc trích xuất đặc trưng và nhận dạng. Bộ trích đặc trưng MFCC hoạt động hiệu quả với cấu hình động, giúp hệ thống linh hoạt hơn trong các tình huống thực tế.
3.2. Đánh giá thiết kế vật lý
Kết quả thiết kế vật lý cho thấy hệ thống có diện tích chip nhỏ và tốc độ xử lý nhanh. Thiết kế ASIC giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm chi phí sản xuất. Luận văn cũng đề xuất các hướng phát triển trong tương lai, như tích hợp thêm các tính năng nhận dạng đa ngôn ngữ.
