1. 研究目的与意义（文献综述）

语言是人类最重要的交流工具，它自然方便、准确高效。随着社会的不断发展和科技的进步，人类的生和社会活动越来越需要机器的参与和帮助。因此，改善人和机器之间的关系，使人对机器的操控摆脱键盘的束缚变得更加方便就显得尤为重要。随着电子计算机和人工智能机器在日常生活中广泛应用，人们发现用语言跟机器交流是人机之间最人性化的通信方式。语音通信的研究包括语言声学、数字信号处理、人工智能、微机原理、模式识别、语言学和认知科学等众多前沿学科，是一个涉及面很广的综合性学科，其研究成果对人类的应用领域和学术领域都具有重要的价值。
1952年davis等人在贝尔实验室里成功的设计出基于特定说话人的单个数字识别系统。该系统重点考虑每个输入数字的元音部分来进行语音识别。1959年fry和dense等人初步设计了能够识别4个元音和9个辅音的音素识别系统，同时借助模式匹配和频谱分析等技术来作出语音识别的决策。其最大的贡献是，通过英语音素序列中的统计信息来提高包含多个音素词中音素的精度。

1958年dudley设计了一个连续的谱估计分类器，1959年，英国学者在建立用于识别音素的系统时，统计待识别音素出现的频率，在识别系统中首次引入了语法概率。六十年代，由于晶体管计算机的出现对科学计算领域产生了巨大的影响，1968年vintsyuk提出了动态时间归整算法（dtw），此外同时期产生对后续语音技术具有重大意义的技术——线性预测编码技术（lpc），时至今日这两种技术在很多领域都有很广泛的使用，尤其是lpc技术出现了很多扩展技术；在这一时期内，人们开始关注研究语音的音素研究，1964年martin利用神经网络实现了对音素的识别。七十年代，语音识别技术取得了进一步的突破，lpc和dtw的理论基础逐渐成熟，另外提出了矢量量化（vq）和隐马尔可夫模型（hmm）技术。在八十年代，人工神经网络经过萧条十几年之后，在人工神经网络成功解决了tsp问题之后，很多学者又开始投入人工神经网络的研究，在这一时期人工神经网络也成功的应用语音识别领域；此外在这一时期美国bell实验室的科学家建立了一套hmm模型的实验工具，使艰涩的hmm纯数学模型工程化开始应用实际当中，早在1974年在dragon项目中baker等人已经开始使用隐马尔科夫模型模型处理语音信号，在1988年李开复等人实现了第一个基于隐马尔科夫模型的大量词汇语音识别系统sphinx。九十年代，计算机渐渐开始普及，更多的人开始使用计算机，很多国家和很多大公司都很注重语音产品的开发纷纷巨资资助相关领域的研究。近些年来相继出现了较为成熟的产品，例如：ibm的viavoice语音识别系统等、apple的siri软件等。

在我国上世纪世纪八十年代才开始和语音相关的研究工作，与一些西方发达国家相比晚了二三十年；在我国首批参与语音研究的单元有：中科院声学所、自动化所及北京大学等单位，到目前为止这些单位得了一系列的科研成果。如中科院自动化所在突破了语音识别领域的很多难题，例如：口音、多语种等问题，以及语音流的自动搜索，并且已经开始成功应于一些互联网和电信公司；后来张晴晴等人根据普通话的发音特点找到了9中发音特征，可以用来区分普通话的元音、辅音以及声调信息等信息；1999年6 月科大讯飞股份有限公司成立，主要从事智能语音以及语音技术研究，推出了一系列语音技术产品，主要包括：interreco系列的语音识别产品，interphonic系列的语音合成产品等产品，在国内外汉语语音信息处理技术方面处于领先地位，后来也推出了语音输入法等应用软件。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计基本内容、目标：完成移动机器人语音控制系统方案设计；完成移动机器人语音控制软件设计；完成移动机器人语音控制程序的实验验证；完成所设计系统的经济性分析；解决移动机器人识别词汇过少的问题。

拟采用的技术方案及措施：了解孤立词语音识别算法的基本原理，了解如何进行语音模板匹配，结合软件中设计基于dtw算法的实验。实验证明dtw算法在基于特定说话人的小词汇量语音识别系统中的有效性。

现在hmm方法仍是大部分研究人员采用的算法。同时该算法在大词汇量、连续语音识别系统的应用中取得了成功。

3. 研究计划与安排

查找相关资料：3月3日-3月10日

开题报告上传时间：3月10日-3月20日

课题详细设计阶段：3月20-5月1日

4. 参考文献（12篇以上）

[1] jürgen beyerer #8226; fernando puente león christian frese. machine vision——automated visual inspection: theory, practice and applications[m]. springer(2016), isbn 978-3-662-47793-9

[2] john billingsley, peter brett. machine vision and mechatronics in practice[m]. springer(2015), isbn 978-3-662-45513-5