發(fā)布時(shí)間：2020-05-20 09:02

【摘要】：隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,語(yǔ)音廣播技術(shù)廣泛應(yīng)用于多種特定場(chǎng)景,如火車(chē)站,機(jī)場(chǎng)等。為了提高廣播系統(tǒng)的安全性,降低人們的工作強(qiáng)度,迫切地需要提出一種適用于特定場(chǎng)景的廣播語(yǔ)音采集識(shí)別系統(tǒng)。語(yǔ)音信號(hào)采集和傳輸系統(tǒng)是其中的重要環(huán)節(jié)。為了監(jiān)測(cè)太原火車(chē)站各個(gè)候車(chē)廳以及站臺(tái)的廣播,并將廣播發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行識(shí)別,此過(guò)程需要保證語(yǔ)音傳輸?shù)陌踩?如果語(yǔ)音傳輸過(guò)程中一旦受到網(wǎng)絡(luò)攻擊,將會(huì)影響語(yǔ)音識(shí)別的結(jié)果。然而,目前對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測(cè)的研究還在網(wǎng)絡(luò)化控制領(lǐng)域,在語(yǔ)音通信領(lǐng)域還涉及較少,因此研究語(yǔ)音在傳輸中是否受到網(wǎng)絡(luò)攻擊的影響意義重大。本文將設(shè)計(jì)語(yǔ)音采集傳輸裝置并研究語(yǔ)音在傳輸中的安全性。針對(duì)上述問(wèn)題本文的主要工作如下:(1)本文將STM32單片機(jī)、VS1053音頻采集模塊、ESP8266 WiFi模塊整合在一塊電路板上,應(yīng)用兩個(gè)WiFi模塊,其中一個(gè)WiFi發(fā)送語(yǔ)音信號(hào)即火車(chē)站廣播,另一個(gè)WiFi發(fā)送廣播的位置,設(shè)計(jì)出多節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)音采集傳輸系統(tǒng),此系統(tǒng)可以接收到火車(chē)站不同候車(chē)廳的廣播并將語(yǔ)音傳輸至上位機(jī)進(jìn)而識(shí)別,其傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性也進(jìn)一步提升。(2)本文將利用自回歸(AR)建模方法建立語(yǔ)音信號(hào)的模型,然后對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。同時(shí)分析了語(yǔ)音傳輸中可能存在的網(wǎng)絡(luò)攻擊,并對(duì)拒絕服務(wù)攻擊(DOS)、虛假數(shù)據(jù)注入攻擊(FDI)、重放攻擊三種網(wǎng)絡(luò)攻擊進(jìn)行了建模。分別采用了不同的方法檢測(cè)三種網(wǎng)絡(luò)攻擊,其中利用卡爾曼濾波與卡方檢測(cè)器相結(jié)合的方法檢測(cè)拒絕服務(wù)攻擊,采用余弦相似性匹配方法檢測(cè)虛假數(shù)據(jù)注入攻擊,采用殘差法檢測(cè)重放攻擊。最后通過(guò)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將采集到的語(yǔ)音信號(hào)傳輸至上位機(jī),應(yīng)用攻擊檢測(cè)算法來(lái)識(shí)別信號(hào)是否遭受到惡意的網(wǎng)絡(luò)攻擊,仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法的有效性。
【圖文】：

是將上位機(jī)接收到的文本與語(yǔ)料庫(kù)中的語(yǔ)句相匹配進(jìn)技術(shù)�，F(xiàn)有的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)主要在 C/S 架構(gòu)設(shè)計(jì)之上統(tǒng)，其部署安裝以及維護(hù)成本高，不適合用于太原火題�；诖耍菊箩槍�(duì)太原火車(chē)站嘈雜環(huán)境設(shè)計(jì)小型，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于部署，可安裝在播音設(shè)備周?chē)⒔j(luò)傳輸?shù)杰?chē)站總控中心，以便于站內(nèi)人員進(jìn)一步?jīng)Q策存儲(chǔ)功能：將采集到的車(chē)站播音設(shè)備的語(yǔ)音文件，儲(chǔ)方便工作人員測(cè)試。語(yǔ)音識(shí)別功能：將采集到的車(chē)站廣播語(yǔ)音與設(shè)備語(yǔ)音識(shí)別結(jié)果，，并上傳到站內(nèi)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中。了語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)用于太原火車(chē)站語(yǔ)音識(shí)別，它的

分析了太原火車(chē)站語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，本節(jié)主要對(duì)低噪聲音頻前放模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采集傳輸系統(tǒng)是由 STM32 單片機(jī)作為主控芯片，VS1053B 作為語(yǔ)音采集芯片，并用 WiFi 發(fā)送語(yǔ)音數(shù)據(jù)[22]。之前有關(guān)火車(chē)站語(yǔ)音識(shí)別的系統(tǒng)采用單節(jié)點(diǎn)傳輸，如在候車(chē)廳 1 放置一套語(yǔ)音傳輸裝置，最終將采集到的語(yǔ)音信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，調(diào)用科大訊飛的離線(xiàn)語(yǔ)料庫(kù)進(jìn)行識(shí)別，此時(shí)上位機(jī)只能識(shí)別出廣播的內(nèi)容，但是不能識(shí)別語(yǔ)音信號(hào)的來(lái)源。我們?cè)诖藗鬏斞b置的基礎(chǔ)上增加一個(gè) WiFi 用于傳輸語(yǔ)音信號(hào)的來(lái)源，使得語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)可以進(jìn)行多節(jié)點(diǎn)傳輸。例如分別在候車(chē)廳 1、2、3 以及站臺(tái)放置語(yǔ)音采集傳輸裝置，上位機(jī)不僅可以識(shí)別出廣播的內(nèi)容而且還可以識(shí)別出廣播來(lái)自于哪個(gè)候車(chē)廳。系統(tǒng)針對(duì)太原火車(chē)站語(yǔ)音廣播進(jìn)行測(cè)試，分別在候車(chē)廳 1、候車(chē)廳 2、候車(chē)廳 3 以及站臺(tái)放置語(yǔ)音采集傳輸節(jié)點(diǎn)。我們預(yù)先設(shè)置一定的聲音閾值，當(dāng)聲音超過(guò)此閾值時(shí)，判定為有廣播信號(hào)，WiFi會(huì)將廣播傳輸至上位機(jī)的端口 10001，然后 WiFi 將此廣播的位置通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到上位機(jī)的端口 11001，采集傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 2.2：
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP393.08;TN912.3

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本文編號(hào)：2672378