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对感冒语音鲁棒的语音指令识别及嵌入式实现

对感冒语音鲁棒的语音指令识别及嵌入式实现

作者：巫小兰华南理工大学

学位级别：硕士

近几年来,语音识别技术逐渐进入人们的日常生活,而加入了语音识别技术的智能家居系统使得人们的生活更加舒适、便利。但是在实际应用场景中,语音识别准确性受许多因素的影响,例如环境噪声或者说话人本身变音(如感冒、声带发炎、咽喉炎... 详细信息

近几年来,语音识别技术逐渐进入人们的日常生活,而加入了语音识别技术的智能家居系统使得人们的生活更加舒适、便利。但是在实际应用场景中,语音识别准确性受许多因素的影响,例如环境噪声或者说话人本身变音(如感冒、声带发炎、咽喉炎等),从而导致语音识别系统鲁棒性不强。环境噪声的因素目前已得到研究人员广泛关注并采取各种措施来降低噪声的影响,但是对说话人本身变音的研究还十分缺乏。因此本文对说话人感冒状态下的语音识别进行了研究,其中重点研究了语音识别系统在保证正常语音识别率的同时使得感冒语音识别率尽量接近正常语音识别率,从而改善语音识别系统性能。本论文的主要研究工作和创新如下:(1)建立了感冒语音数据库。根据智能家居控制语音指令,建立了“感冒非常态及常态语音数据库”,该数据库已被中文语言资源联盟收录(No:CLDC-2018-001)。(2)对感冒语音与正常语音的特征进行差异分析和特征参数处理。采用研究对象感冒前、后的语音,对所提取的特征参数做统计分析。分析表明研究对象感冒前、后的基音频率、共振峰、Mel倒谱系数具有明显的区别。根据特征参数的差异,本文提出一种基于特征空间轨迹的时间规正方法,该方法采用段内语音信号的均值代表语音特征。实验结果表明相比Mel倒谱系数特征,经过该方法处理的特征能有效降低正常语音与感冒语音之间的特征差异。(3)考虑到感冒语音与正常语音模板的失配问题,提出了两种对感冒语音鲁棒的语音识别方案。第一种是基于决策融合的语音识别方案,该方案通过SVM分类器对输入语音进行正常语音和感冒语音的分类判别。当感冒语音与正常语音区分度较小时,经过决策融合方法得出识别结果;而区分度较大时,根据分类结果采用对应的语音模板得出识别结果。该方案弥补了语音判别过程带来的误差,提升了感冒语音在语音识别系统中的识别率。第二种是基于特征空间轨迹的时间规正的语音识别方案,该方案对感冒语音特征参数进行时间规正处理。该方案能有效提高了感冒语音的识别率和实时性。(4)实现了嵌入式语音识别系统,其中包括语音识别算法模块、人机交互界面模块及在线学习模块。最后在真实场景下对系统进行测试,系统识别率在77.52%左右。

关键词：感冒语音特征时间规正指令识别嵌入式语音识别

基于Ca-GAN增强的机坪管制指令识别方法研究

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计算机测量与控制 2023年第7期31卷 184-191,198页

作者：诸葛晶昌胡宽博杨新宇吴军中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 中国民航大学航空工程学院天津300300

我国枢纽机场长期处于繁忙状态,高负荷带来信息交互失真的风险,语音识别技术可用于辅助决策,然而管制语音特殊性及样本量局限性使传统深度学习技术难以直接应用于机坪管制领域;针对这一问题,提出了一种基于小样本学习的语音识别方法;首... 详细信息

我国枢纽机场长期处于繁忙状态,高负荷带来信息交互失真的风险,语音识别技术可用于辅助决策,然而管制语音特殊性及样本量局限性使传统深度学习技术难以直接应用于机坪管制领域;针对这一问题,提出了一种基于小样本学习的语音识别方法;首先提出数据增强方法,通过结合先验领域知识,构建基于数据生成策略组的生成对抗网络来增强声学模型识别能力来进一步提升模型效果;然后通过重构声学模型部分结构和参数;最后通过迁移学习方法将通用语音库中的声学建模特征应用到机坪管制语音指令的识别中;实验结果表明,该方法将字错率减少至6.14%;该研究可应用于机场高级地面活动引导及控制系统中机坪管制语音指令的检测和识别,助力现代机场高质量运行。

关键词：智能交通指令识别语音识别机坪管制生成对抗网络

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嵌入式处理器自定义指令迭代识别方法仿真

计算机仿真 2024年第8期41卷 276-280页

作者：王前莉李颖宜春学院数学与计算机科学学院江西宜春336000 南昌大学江西南昌330031

嵌入式系统中的硬件资源是有限的,并且自定义指令和原始指令之间可能存在冲突,导致指令代码识别精准度降低、运行功耗较高。为此,提出嵌入式处理器自定义指令迭代低功耗识别方法。对嵌入式处理器的指令代码展开可视化处理,将指令图像输... 详细信息

嵌入式系统中的硬件资源是有限的,并且自定义指令和原始指令之间可能存在冲突,导致指令代码识别精准度降低、运行功耗较高。为此,提出嵌入式处理器自定义指令迭代低功耗识别方法。对嵌入式处理器的指令代码展开可视化处理,将指令图像输入卷积神经网络中,检测指令代码中存在的恶意代码,采用开源编译器将代码转变为控制数据流图,枚举并选择子图,通过代码转换完成嵌入式处理器自定义指令识别。仿真结果表明,所提方法的恶意代码检测精度高、代码识别准确率高,始终保持在70%以上,平均能耗仅为89J。

关键词：嵌入式处理器恶意代码检测自定义指令控制数据流图指令识别

GISEES:面向嵌入式系统的扩展指令集自动产生方法

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电子学报 2011年第9期39卷 2026-2033页

作者：陈虎陈书明陈胜刚谷会涛陈小文国防科学技术大学计算机学院湖南长沙410073

面向应用的指令集处理器通过增加扩展指令可有效提升处理器的性能,满足上市时间要求.然而为嵌入式系统定制扩展指令需解决以下3个问题:设计空间随应用复杂度的增加指数增加,有限的片上资源限制了扩展指令的数量和复杂度,现有指令集扩展... 详细信息

面向应用的指令集处理器通过增加扩展指令可有效提升处理器的性能,满足上市时间要求.然而为嵌入式系统定制扩展指令需解决以下3个问题:设计空间随应用复杂度的增加指数增加,有限的片上资源限制了扩展指令的数量和复杂度,现有指令集扩展算法复杂度高难以在嵌入式系统上运行.本文提出了一种快速的指令集扩展方法GISEES.该方法以应用的典型操作为中心产生扩展指令以裁剪了设计空间,并采用基于最大公共等价子串的资源共享策略减少资源开销和插入的多路选择器的数量.实验结果表明,该方法具有线性复杂度,可产生效率更高的扩展指令,更适合为嵌入式系统定制高效的扩展指令.

关键词：扩展指令指令识别指令选择资源共享

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基于软件指令定位的新型高阶侧信道分析方法

计算机学报 2019年第5期42卷 929-941页

作者：郭志鹏唐明胡晓波李煜光彭国军张焕国武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072 巴黎高科国立高等电信学校法国巴黎75634 北京智芯微电子科技有限公司电力芯片设计分析国家电网公司重点实验室北京100080

现有的大多数高阶掩码方案都采用了软件实现方式,这样可以防止硬件电路毛刺产生的安全泄漏,同时不会受到硬件平台资源不足的限制.在目前针对高阶掩码方案的多种分析方法中,高阶侧信道分析是最有效的分析方法之一.即使是满足理论安全性... 详细信息

现有的大多数高阶掩码方案都采用了软件实现方式,这样可以防止硬件电路毛刺产生的安全泄漏,同时不会受到硬件平台资源不足的限制.在目前针对高阶掩码方案的多种分析方法中,高阶侧信道分析是最有效的分析方法之一.即使是满足理论安全性的高阶掩码方案,高于理论安全阶数的高阶侧信道分析依然可以对其进行攻击.然而,当掩码方案的阶数很高时,由于高阶分析的时间复杂度和数据复杂度非常高,这使得高阶分析方法难以成功实施.在该文中,作者基于指令识别提出了一种特征点选取方法,称作指令定位特征点选择方法(Instruction Recognition-based Points of Interest Selection,IR-PoIS).通过定位与敏感信息相关的指令,IR-PoIS方法可以确定高阶掩码方案中每个秘密共享因子对应功耗出现的具体位置,从而降低后续高阶分析方法的时间复杂度.对于一个有n个秘密共享因子的高阶掩码方案,IR-PoIS方法可以将高阶分析方法的时间复杂度水平从功耗曲线点数的n次方降低到线性水平,大大提高了高阶分析方法的效率.并且由于目标CPU的指令集是已知的,攻击者可以事先对敏感指令进行建模.在SASEBO-W开发板上的实验中,作者对LDD指令进行了定位.实验结果表明,只需十条左右的功耗曲线,IR-PoIS的定位成功率就可以达到100%.这表明IR-PoIS方法是一种非常高效的特征点选择方法.在此基础上,该文成功地攻击了三阶Coron14掩码方案的软件实现,验证了基于IR-PoIS的高阶侧信道分析方法的有效性.

关键词：侧信道分析高阶分析高阶掩码方案指令识别软件实现

一种基于双模式虚拟机的多态Shellcode检测方法

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计算机研究与发展 2014年第8期51卷 1704-1714页

作者：罗杨夏春和李亚卓魏昭梁晓艳北京航空航天大学网络技术北京市重点实验室北京100191

近年来,Shellcode攻击通常利用多态技术进行自我加密来绕过网络层设备的检测,而现有检测方法无法区分多态Shellcode与加壳保护代码.提出了一种基于双模式虚拟机的多态Shellcode检测方法,该方法改进了现有的GetPC定位机制,实现了Shellcod... 详细信息

近年来,Shellcode攻击通常利用多态技术进行自我加密来绕过网络层设备的检测,而现有检测方法无法区分多态Shellcode与加壳保护代码.提出了一种基于双模式虚拟机的多态Shellcode检测方法,该方法改进了现有的GetPC定位机制,实现了Shellcode的初步定位,通过IA-32指令识别对网络流量的进行进一步过滤,利用有限自动机及其判别条件实现虚拟机控制流模式和数据流模式之间的切换,并通过结合现有的特征匹配技术实现对多层加密的多态Shellcode的检测.实验结果表明,针对大量真实的网络数据,该方法在保证高检测召回率的同时,能够实现对多态Shellcode与加壳保护软件的有效区分,避免了对正常流量的误报行为,并且时间开销介于静态分析与动态模拟之间,为网络层检测多态Shellcode提供了一种有效方法.

关键词：多态Shellcode GetPC定位指令识别虚拟机控制流模式数据流模式 Define-Use链

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基于旁路泄漏的微控制器指令分析研究

小型微型计算机系统 2011年第6期32卷 1245-1248页

作者：吴恒旭陈开颜邓高明邹程军械工程学院计算机工程系成都军区78086部队

微控制器芯片所有活动都会在其旁路泄漏信号上留下"指纹"信息,将逆向工程思想与旁路攻击方法结合,对芯片旁路"指纹"信息进行分析,判断微控制器所执行的未知指令.针对微控制器(AT89C52)指令集构建对应不同指令的旁路模板库,对未知指令进... 详细信息

微控制器芯片所有活动都会在其旁路泄漏信号上留下"指纹"信息,将逆向工程思想与旁路攻击方法结合,对芯片旁路"指纹"信息进行分析,判断微控制器所执行的未知指令.针对微控制器(AT89C52)指令集构建对应不同指令的旁路模板库,对未知指令进行模板分析,通过实验验证了指令恢复的可行性,扩展了旁路攻击的研究领域.

关键词：旁路攻击模板攻击逆向工程指令识别

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一种基于PXI的多串口数据管理设备设计

无线电工程 2015年第5期45卷 8-11页

作者：李亚军盖世豪王栋中国人民解放军61711部队

参照标准的PXI系统,以自研的4U通用机箱为工作平台,数据信号采用标准的RS-422差分传输方式,将多串口数据传输和传输数据指令识别有效结合起来,提出设备一对多的数据管理思想,通过软硬件相结合的方式设计完成了一种集成度较高的基于PXI... 详细信息

参照标准的PXI系统,以自研的4U通用机箱为工作平台,数据信号采用标准的RS-422差分传输方式,将多串口数据传输和传输数据指令识别有效结合起来,提出设备一对多的数据管理思想,通过软硬件相结合的方式设计完成了一种集成度较高的基于PXI的多串口数据管理设备。主要介绍了设备硬件设计结构和工作原理,详细论述了以DSP和FPGA嵌入式软件实现该数据管理方法的工作流程。多个项目的实际使用对该设备的功能和性能进行了可靠的验证。

关键词： PXI RS-422 差分传输多串口指令识别

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网络故障排查交换机语音辅助装置研发应用

科技风 2021年第32期 4-6页

作者：王迪陈彪杨硕国网平顶山供电公司河南平顶山467000

随着人工智能和网络自动化工程的不断发展,人机交互模型发生了天翻地覆的变化,传统的文字交互模式已被各种新型交互技术所取代,其中语音识别就是最为典型高效的一种。语音识别可以有效地将人类语音转换成为指令或者文字等并识别,如今已... 详细信息

随着人工智能和网络自动化工程的不断发展,人机交互模型发生了天翻地覆的变化,传统的文字交互模式已被各种新型交互技术所取代,其中语音识别就是最为典型高效的一种。语音识别可以有效地将人类语音转换成为指令或者文字等并识别,如今已取得了突破性进展,在各个行业、各个领域语音识别技术的应用都非常广泛。现如今大量使用语音识别技术的产品层出不穷,因此,对语音识别技术在交换机的网络故障排查中的实用性研究具有非常重要的意义。

关键词：语音识别人工智能指令识别