[发明专利]基于不重叠分帧和串行FFT的极低功耗语音特征提取电路

权利要求书

1.基于不重叠分帧和串行FFT的极低功耗语音特征提取电路，其特征在于，包括：

预处理模块，对串行输入的语音序列进行预加重处理；

加窗模块，将t毫秒数据作为一个窗口的数据长度对预加重处理后的数据进行加窗操作，逐帧输出包含T个数据点的数据流，T＝2^N，N为正整数；

FFT模块，对加窗操作后的数据逐层进行傅里叶变换后输出比特置换的复数数据；

梅尔滤波模块，对FFT模块输出数据的能量值进行奇偶分离处理，对奇数时间索引或偶数时间索引的能量值进行多阶梅尔滤波得到当前帧的多阶梅尔值；

相邻帧合并模块，累加当前帧的多阶梅尔值与前一帧的多阶梅尔值，输出更新后的当前帧多阶梅尔值；及，

对数和DCT模块，对更新后的当前帧多阶梅尔值进行取对数操作和DCT变换，输出压缩表示的语音特征值。

2.根据权利要求1所述基于不重叠分帧和串行FFT的极低功耗语音特征提取电路，其特征在于，所述梅尔滤波模块包括：

模式选择器，其输入端接FFT模块输出的复数数据，输出奇数时间索引或偶数时间索引的能量值；

奇数时间点的多阶梅尔滤波模块，其输入端接奇数时间索引的能量值，读取奇数时间索引梅尔值的部分和，当前奇数时间点的能量值与梅尔系数相乘后累加读取的部分和得到当前帧的多阶梅尔值；及，

偶数时间点的多阶梅尔滤波模块，其输入端接偶数时间索引的能量值，读取偶数时间索引梅尔值的部分和，当前偶数时间点的能量值与梅尔系数相乘后累加读取的部分和得到当前帧的多阶梅尔值。

3.根据权利要求2所述基于不重叠分帧和串行FFT的极低功耗语音特征提取电路，其特征在于，所述相邻帧合并模块包括：

寄存器，用于缓存梅尔滤波模块输出的当前帧帧的多阶梅尔值；

累加器，其输入端接梅尔滤波模块输出的当前帧的多阶梅尔值，从存储器读取上一帧的多阶梅尔值，累加后更新当前帧的多阶梅尔值。

累加当前帧的多阶梅尔值与前一帧的多阶梅尔值，输出更新后的当前帧多阶梅尔值。

4.根据权利要求1所述基于不重叠分帧和串行FFT的极低功耗语音特征提取电路，其特征在于，所述预处理模块对串行输入的语音序列进行预加重处理的方式为：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位后的值得到预加重处理后的数据。

5.根据权利要求1所述基于不重叠分帧和串行FFT的极低功耗语音特征提取电路，其特征在于，FFT模块通过个串行的基2²单路径延迟反馈单元对加窗操作后的数据逐层进行傅里叶变换后输出比特置换的复数数据，其中，

第i个Radix-2²SDF单元都包括：第一蝶形运算单元、第二运算单元、与旋转因子相乘的乘法单元、比特的存储器、比特的存储器，所述第一蝶形运算单元的输入端接加窗操作后的数据或前一个Radix-2²SDF单元的运算结果，第二蝶形运算单元的输入端接第一蝶形运算单元的输出端，乘法单元的输入端接第二蝶形运算单元的输出端，乘法单元输出当前Radix-2²SDF单元的运算结果，所述第一蝶形运算单元在进行第一次蝶形运算的过程中调用比特的存储器，所述第二蝶形运算单元在进行第二次蝶形运算的过程中调用比特的存储器，

第个基2²单路径延迟反馈单元仅包括一个蝶形运算单元和2*A比特的存储器，该蝶形运算单元对前一个基2²单路径延迟反馈单元的运算结果进行蝶形运算且在运算的过程中调用2*A比特的存储器。

6.根据权利要求1所述基于不重叠分帧和串行FFT的极低功耗语音特征提取电路，其特征在于，所述对数和DCT模块，通查找表的方式对更新后的当前帧多阶梅尔值取以2为底的对数值对梅尔值取2为底的对数值进行DCT变换。