Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Điện Tử: Xây Dựng Mô Hình Đánh Giá Chất Lượng IC Nhận Dạng Tiếng Nói Tiếng Việt

• Tác giả: Trần Thiên Thanh
• Người hướng dẫn: TS. Hoàng Trang
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
• Đề tài: Xây dựng mô hình đánh giá chất lượng IC nhận dạng tiếng nói tiếng Việt
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
• 2.1. Đề án nghiên cứu phát triển vi mạch nhận dạng tiếng nói tiếng Việt
• 2.2. Sơ lƣợc quá trình thiết kế vi mạch số
• 2.3. Giới thiệu về bƣớc kiểm tra chức năng (Functional Verification)
• 2.4. Nhiệm vụ luận văn
• 2.5. Kế hoạch thực hiện
• 3. CHƯƠNG 3: SƠ LƢỢC VỀ NHẬN DẠNG TIẾNG NÓI
• 3.1. Nhận dạng tiếng nói
• 3.2. Phân loại hệ thống xử lý tín hiệu tiếng nói
• 3.3. Các kỹ thuật nhận dạng tiếng nói
• 3.4. Trích đặc trƣng tiếng nói
• 3.5. Sơ đồ khối của hệ thống nhận dạng tiếng nói cơ bản
• 3.6. Hệ thống nhận dạng đang khảo sát
• 3.7. Giới thiệu về Aurora
• 4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG
• 4.1. Mô hình đánh giá chất lƣợng
• 4.2. Cơ sở dữ liệu TIDigits
• 4.3. Aurora-2 - thí nghiệm huấn luyện và nhận dạng
• 4.4. Xây dựng cơ sở dữ liệu và các thí nghiệm đánh giá chất lƣợng
• 4.4.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu
• 4.4.2. Thí nghiệm huấn luyện
• 4.4.3. Thí nghiệm nhận dạng
• 4.4.4. Bảng theo dõi kết quả thí nghiệm
• 5. CHƯƠNG 5: KIỂM TRA CHỨC NĂNG MỨC RTL
• 5.1. Môi trƣờng mô phỏng mức RTL
• 5.2. Các bƣớc thực hiện mô phỏng ở mức RTL
• 5.3. Điều khiển quá trình mô phỏng
• 5.4. Cấu trúc thƣ mục kiểm tra (test_case)
• 5.5. Thƣ viện Altera dùng cho mô phỏng ModelSim
• 5.6. Kết quả mô phỏng mức RTL
• 6. CHƯƠNG 6: TỔNG HỢP NETLIST, KIỂM TRA MỨC CỔNG LOGIC
• 6.1. Đặc tính thời gian của phần tử thanh ghi (register)
• 6.2. Phân tích đặc tính thời gian bằng TimeQuest Timing Analyzer của Altera
• 6.3. Kết quả kiểm tra thông số thời gian của thiết kế
• 6.4. Mô phỏng thiết kế ở mức cổng logic
• 7. CHƯƠNG 7: KIỂM TRA CHỨC NĂNG VỚI FPGA
• 7.1. Giới thiệu về kit DE2
• 7.2. Mô phỏng thiết kế trên FPGA
• 7.3. Kết quả mô phỏng FPGA
• 8. CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN

I. Mô hình đánh giá chất lượng

Luận văn tập trung vào việc xây dựng mô hình đánh giá chất lượng cho IC nhận dạng tiếng nói tiếng Việt. Mô hình này được thiết kế để kiểm tra độ chính xác và hiệu suất của vi mạch trong quá trình nhận dạng tiếng nói. Các bước chính bao gồm xây dựng cơ sở dữ liệu, thực hiện thí nghiệm huấn luyện và đánh giá, và kiểm tra chức năng ở các mức khác nhau như RTL, cổng logic, và FPGA. Mô hình này không chỉ giúp đánh giá chất lượng thiết kế trong giai đoạn đầu mà còn có thể mở rộng để kiểm tra các tính năng mới trong tương lai.

1.1 Cơ sở dữ liệu và thí nghiệm

Cơ sở dữ liệu được xây dựng bao gồm tín hiệu sạch và tín hiệu nhiễu, được trộn với các mức SNR khác nhau. Các thí nghiệm huấn luyện và đánh giá được thiết kế để kiểm tra khả năng nhận dạng của IC. Các thí nghiệm này được thực hiện trên phần mềm ModelSim và board FPGA (kit DE2 Altera), giúp đánh giá hiệu suất của vi mạch trong các điều kiện khác nhau.

1.2 Kiểm tra chức năng

Quá trình kiểm tra chức năng được thực hiện ở ba mức: RTL, cổng logic, và FPGA. Ở mức RTL, thiết kế được mô phỏng để đảm bảo tính chính xác của các chức năng cơ bản. Ở mức cổng logic, thiết kế được tổng hợp và kiểm tra thời gian trễ để đảm bảo tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật. Cuối cùng, thiết kế được kiểm tra trên FPGA để đánh giá hiệu suất thực tế.

II. IC nhận dạng tiếng nói tiếng Việt

Luận văn đề cập đến việc phát triển IC nhận dạng tiếng nói tiếng Việt, một công nghệ có tiềm năng ứng dụng lớn trong đời sống. IC này được thiết kế để nhận dạng từ đơn với khả năng lưu trữ tối đa 64 từ. Thiết kế bao gồm các khối chức năng chính như khối xử lý tín hiệu, khối nhận dạng, và khối điều khiển. IC hoạt động ở tần số 50MHz và được kiểm tra trên cả mô phỏng máy tính và board FPGA.

2.1 Thiết kế và kiến trúc

Thiết kế của IC bao gồm các khối chức năng chính như khối xử lý tín hiệu, khối nhận dạng, và khối điều khiển. Khối xử lý tín hiệu chịu trách nhiệm xử lý tín hiệu đầu vào, trong khi khối nhận dạng thực hiện việc so sánh và nhận dạng từ. Khối điều khiển quản lý quá trình hoạt động của các khối khác. Thiết kế này được thực hiện bằng ngôn ngữ VHDL và được kiểm tra ở các mức khác nhau để đảm bảo tính chính xác.

2.2 Kiểm tra và đánh giá

IC được kiểm tra trên cả mô phỏng máy tính và board FPGA. Các thí nghiệm được thực hiện để đánh giá độ chính xác và hiệu suất của IC trong việc nhận dạng tiếng nói. Kết quả kiểm tra cho thấy IC có khả năng nhận dạng từ đơn với độ chính xác cao, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đặt ra.

III. Ứng dụng và giá trị thực tiễn

Luận văn không chỉ tập trung vào việc xây dựng mô hình đánh giá chất lượng mà còn nhấn mạnh giá trị thực tiễn của IC nhận dạng tiếng nói tiếng Việt. Công nghệ này có tiềm năng ứng dụng lớn trong các thiết bị điện tử thông minh, giúp cải thiện khả năng tương tác giữa con người và máy tính. Việc phát triển thành công IC này có thể mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong các lĩnh vực như điện thoại thông minh, hệ thống điều khiển bằng giọng nói, và các thiết bị IoT.

3.1 Tiềm năng ứng dụng

IC nhận dạng tiếng nói tiếng Việt có thể được tích hợp vào các thiết bị điện tử thông minh như điện thoại, máy tính bảng, và hệ thống điều khiển bằng giọng nói. Công nghệ này giúp cải thiện khả năng tương tác giữa con người và máy tính, mang lại trải nghiệm người dùng tốt hơn.

3.2 Hướng phát triển tương lai

Luận văn cũng đề xuất các hướng phát triển tương lai cho IC nhận dạng tiếng nói, bao gồm việc mở rộng khả năng nhận dạng từ đơn sang nhận dạng câu, cải thiện độ chính xác, và tích hợp vào các thiết bị IoT. Những hướng phát triển này sẽ giúp tăng cường khả năng ứng dụng của công nghệ trong thực tế.