[发明专利]一种基于忆阻器的语音存储与分类系统

说明书

本发明公开一种基于忆阻器的语音存储与分类系统，涉及电子技术中的数字音频信息存储与分类领域，包括依次连接的拾音模块、放大模块、忆阻型滤波模块、A/D转换模块、控制模块和基于忆阻器交叉阵列的存储模块，控制模块还连接有语音分类模块，语音分类模块为基于忆阻器的神经网络，所述神经网络的神经元的硬件电路为忆阻桥神经元电路。

技术领域

本发明涉及电子技术中的数字音频信息存储与分类领域，尤其涉及一种基于忆阻器的语音存储与分类系统。

背景技术

传统的磁带语音存储系统具有体积大、使用不便等问题，在电子与信息处理的使用中受到了许多限制；随着数字化语音技术的发展，基于单片机的数字语音存储与系统因其体积小、使用方便、功耗低等优势，从而代替了磁带系统。但在基于单片机的数字语音存储系统与分类方法中，传统的滤波器无法精准地调整滤波参数，传统的存储器读写速度慢，传统的采用软件实现分类算法具有运算速度慢、稳定差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于：为解决现有的语音存储系统中的传统滤波器无法精准地调整滤波参数、传统的存储器读写速度慢导致的语音存储系统精准度和效率都不高的问题，还为了解决现有的语音分类方法都是单纯地采用软件实现分类算法具有运算速度慢、稳定差的缺点，本发明提供一种基于忆阻器的语音存储与分类系统。

本发明的技术方案如下：

一种基于忆阻器的语音存储与分类系统，包括依次连接的拾音模块、放大模块、忆阻型滤波模块、A/D转换模块、控制模块和基于忆阻器交叉阵列的存储模块，控制模块还连接有语音分类模块，语音分类模块为基于忆阻器的神经网络，所述神经网络的神经元的硬件电路为忆阻桥神经元电路。

进一步地，所述忆阻型滤波模块为二阶带通有源滤波器。

进一步地，所述基于忆阻器交叉阵列的存储模块包括依次连接的“写0或1”选择电路、脉冲施加电路、多路选择器，还包括与多路选择器相连的忆阻交叉阵列电路和读电路，所述忆阻交叉阵列电路包括N行N列的忆阻器元器件，其中N大于等于1，每一个忆阻器为一个存储单元，储存0或者1。

具体地，所述基于忆阻器交叉阵列的存储模块的读过程的步骤为：①写0或写1选择电路为二路选择器RP，根据写0或写1选择电路控制施加脉冲的方向，即往忆阻交叉阵列中忆阻器施加电压的方向；②对忆阻器分别施加两次高脉冲，通过多路选择器确定存储单元；③根据读电路来获取两次高脉冲的忆阻器值的改变量；④如果改变量小于阈值，说明忆阻器的状态已经稳定，写入完成，则写操作结束，否则重复②和③步骤，即继续施加高脉冲。

具体地，所述基于忆阻器交叉阵列的存储模块的写过程的步骤为：①根据写0或者写1电路控制施加脉冲的方向为写0的方向，即RP＝0，进行写1操作的尝试；②对忆阻器分别施加高脉冲，通过多路选择器确定存储单元；③根据读电路来获取忆阻器值的改变量；④如果改变量小于阈值，则返回该存储单元的状态为0，否则返回该存储单元的状态为1，并进行写1操作。

具体地，所述基于忆阻器的神经网络包括输入层、隐含层和输出层，隐含层位于输入层和输出层之间。

采用上述方案后，本发明的有益效果在于：

(1)本发明利用基于忆阻器的滤波器可变的忆阻值实现滤波参数精准调整功能，具体的，与一阶滤波电路相比，二阶滤波电路对通频带外信号的抑制能力比较强，滤波效果更好，滤波频率范围可以通过阻值控制电路精准的控制。

(2)本发明利用基于忆阻器的存储器的并行存储，实现语音的高效存储；具体地，忆阻交叉阵列存储器的优点如下：1)非易失性，阻值状态的改变受控于外加电压或电流的幅度、极性和时间长度，一旦断电，它将保持最后的忆阻值状态不变；2)提高了存储密度，增加录音时间，并可获得更加优质的音频质量；

3)存储效率高，利用忆阻交叉阵列的并行存储特性，大大提高了存储效率。