[发明专利]一种基于串行FFT的低功耗MFCC语音特征提取电路

权利要求书

1.一种基于串行FFT的低功耗MFCC语音特征提取电路，其特征在于，包括：

预加重模块，对输入的语音序列进行预处理；

分帧加窗模块，对经预处理后的语音序列进行分帧加窗操作；

FFT模块，对经分帧加窗操作后的序列数据进行逐层分组的傅里叶变换后输出比特置换的复数数据，每一层傅里叶变换对输入数据进行两次串行的蝶形运算，第一次蝶形运算将输入数据分为高位部分和低位部分后进行蝶形运算，第二次蝶形运算将第一次蝶形运算结果的高位部分分为高位部分和低位部分后进行蝶形运算，将第二次蝶形运算的结果与旋转因子的乘积做为下一层傅里叶变换的输入数据；

梅尔滤波模块，提取FFT模块输出复数的能量值，对能量值进行多阶梅尔滤波得到梅尔值；

取对数模块，通查找表的方式对梅尔值取以2为底的对数值；及，

DCT模块，对梅尔值取2为底的对数值进行DCT变换；

其中，所述FFT模块包括依次串联的N/2基2²单路径延迟反馈单元，N＝log₂ T，T为每一帧语音序列包含的数据个数，每个基2²单路径延迟反馈单元都包括：

第一蝶形运算单元及其存储单元，其输入端接经分帧加窗操作后的语音序列或前一个基2²单路径延迟反馈单元的输出数据，输入数据的高位部分缓存在该蝶形运算单元的存储单元中，对输入数据的高位部分和低位部分进行第一次蝶形运算后更新该蝶形运算单元的存储单元中的数据为第一次蝶形运算结果的低位部分，输出第一次蝶形运算结果的高位部分至第二蝶形运算单元；

第二蝶形运算单元及其存储单元，输入数据的高位部分缓存在该蝶形运算单元的存储单元中，对输入数据的高位部分和低位部分进行第二次蝶形运算后更新该蝶形运算单元的存储单元中的数据为第二次蝶形运算结果的低位部分，输出第二次蝶形运算结果至乘法器；及，

乘法器，对第二次蝶形运算的结果和旋转因子做乘法运算。

2.根据权利要求1所述一种基于串行FFT的低功耗MFCC语音特征提取电路，其特征在于，所述预加重模块对输入的语音序列进行预处理的具体方式为：将输入语音序列的当前时刻数据与前一个时刻的数据相减后，再累加前一时刻的数据向右移位4位后的值，得到预处理后的语音信号。

3.根据权利要求1所述一种基于串行FFT的低功耗MFCC语音特征提取电路，其特征在于，每一层傅里叶变换对输入的数据分组进行蝶形运算的具体方法为：将输入数据的高位部分分为第一组数据，将输入数据的低位部分分为第二组数据，对第一组数据和第二组数据进行第一次蝶形运算后更新第一组数据为第一次蝶形运算结果的低位数据，对第一次蝶形运算结果分组后进行第二次蝶形运算，输出第二蝶形运算结果。

4.根据权利要求1所述一种基于串行FFT的低功耗MFCC语音特征提取电路，其特征在于，所述对能量值进行多阶梅尔滤波得到梅尔值的具体方法为：对能量值和多阶梅尔滤波器的函数值进行乘累加运算。

5.根据权利要求1所述一种基于串行FFT的低功耗MFCC语音特征提取电路，其特征在于，通查找表的方式对梅尔值取以2为底的对数值的具体方法为：以梅尔值最高位“1”出现的位数为取以2为底的对数值。

6.根据权利要求1所述一种基于串行FFT的低功耗MFCC语音特征提取电路，其特征在于，对梅尔值取2为底的对数值进行DCT变换的具体方法为：对梅尔值取2为底的对数值和余弦系数相乘后累加。