《DSP技术与应用》课程设计报告_基于DSP的语音处理系统设计.docVIP

淮阴工学院 《DSP技术及应用》课程设计报告 选题名称: 基于DSP的语音处理系统设计 系（院）: 计算机工程学院 专 业: 计算机科学与技术（嵌入式软件设计） 班 级: 计算机1073班 姓 名: 学 号: 指导教师: 学年学期: 2009 ~ 2010 学年 第 2 学期 2010 年 5 月 30 日  摘要： 提出一个基于DSP的音频信号采集，存储，回放的处理系统。介绍了该系统的总体方案和硬软件设计。讨论了模/数(A/D)和数/模(D/A)转换电路的设计方法以及如何采用A/D转换器从MIC输入口实时采集语音信号，进行压缩后存储到DSP的片内和片外RAM存储器中，存储时间不小于10秒。使用DSP实现语音压缩和解压缩的基本算法实现对语音信号的压缩，存储，回放。实验证明：所设计的基于DSP的硬件和软件系统是一个很好的音频信号采集与处理系统。 关键词：语音处理；音频信号；DSP；音频压缩回放 目 录 1 绪论 3 1课程设计要求与目标 3 2课程设计目的 3 2系统详细设计 4 2.1语音采集与输出模块 4 2.2语音编码 4 2.3 DPCMADPCM： 5 2.4 a律压缩 5 3程序设计 9 3.1程序流程图 9 3.2 代码编写 10 4 调试过程 21 5 运行结果 22 总 结 25 参考文献 26 1 绪论 1课程设计要求与目标 （1）使用DSP实现语音压缩和解压缩的基本算法，算法类型自定，例如可以采用G.711、G.729等语音压缩算法。 （2）采用A/D转换器从MIC输入口实时采集语音信号，进行压缩后存储到DSP的片内和片外RAM存储器中，存储时间不小于10秒。 （3）存储器存满之后，使用DSP进行实时解压缩，并从SPEAKER输出口进行回放输出。 （4）使用指示灯对语音存储和回放过程进行指示。 发挥部分： 使用多种算法进行语音的压缩、存储和解压缩，比较它们之间的优缺点。 2课程设计目的 1、通过本实验掌握5402DSP片上外设多通道缓冲串行口mcbsp。 2、学习掌握tlc320ad50CODEC编译码器的内部结构、工作原理。 3、学习A律语音压缩以及C语言下的编程方法。 2系统详细设计 2.1语音采集与输出模块 语音采集与输出模块采用的是TI公司推出的一款高性能的立体声音频Codec芯片TLC320AD50C，内置耳机输出放大器，支持MIC和LINE IN两种输入方式（二选一），且对输入和输出都具有可编程增益调节。AD50的模数转换（ADCs）和数模转换（DACs）部件高度集成在芯片内部，采用了先进的Sigma－delta过采样技术，可以在8K到96K的频率范围内提供16bit、20bit、24bit和32bit的采样，ADC和DAC的输出信噪比分别可以达到90dB和100dB。与此同时，AD50还具有很低的能耗，回放模式下功率仅为23mW，省电模式下更是小于15uW。由于具有上述优点，使得AD50是一款非常理想的音频模拟I/O器件，可以很好的应用在随声听（如CD，MP3……）、录音机等数字音频领域[2]。由TLC320AD50C组成的语音输入与输出模块不仅采样率高最高可达96K，且外围电路简单，性价比高。 2.2语音编码 （1） 概念： 语音编码一般分为两类：一类是波形编码，一类是被称为“声码器技术”的编码。 PCM编码即脉冲编码调制。 波形编码的最简单形式就是脉冲编码调制（Pulse code modulation），这种方式将语音变换成与其幅度成正比的二进制序列，而二进制数值往往采用脉冲表示，并用脉冲对采样幅 度进行编码，所以叫做脉冲编码调制。 脉冲编码调制没有考虑语音的性质，所以信号没有得到压缩。 （2）量化： 脉冲编码调制用同等的量化级数进行量化，即采用均匀量化，而均匀量化是基本的量化方 式。但是均匀量化有缺点，在信号动态范围较大而方差较小的时候，其信噪比会下降 。 国际上有两种非均匀量化的方法：A律和u律，u律是最常用的一种。在美国，7位u律是长途电话质量的标准。 而我国采用的是A律压缩，而且有标准的A律PCM编码芯片。 2.3 DPCMADPCM： 降低传输比特率的方法之一是减少编码的信息量，这要消除语音信号中的冗余度。相邻的语音样本之间存在明显的相关性，因此对相邻样本间的差信号进行编码，便可使信息量得到压缩。因为差分信号比原语音信号的动态范围和平均能量都小。这种编码叫Differential PCM,简称DPCM，即差分脉冲编码调制。 ADPCM即