基于DSP的语音信号采集与处理系统设计.docVIP

电气信息工程学院 基于DSP1876年贝尔电话的发明，该技术首次使用声电、电声转换技术实现了远距离的语音传输。1939年提出并研制成功的第一个声码器，从此奠定了语音产生模型的基础。这一发明在语音信号处理领域具有划时代的意义。19世纪60年代，亥姆霍兹应用声学方法对元音和歌唱进行了研究，从而奠定了语言的声学基础。20世纪40年代，一种语言声学的专用仪器—语谱图仪问世了。它可以把语音的时变频谱用语图表示出来，从而得出了“可见语言”。1948年美国Haskins实验室研制成功的语音回放机，该仪器可以把手工绘制在薄膜片上的语谱图自动转换成语音，并进行语音合成。20世纪50年代队语言产生了系统的论述。随着计算机的出现，语音分析工作，得以在电子计算机上进行。 目前，语音信号是最重要的信息载体之一。随着计算机多媒体技术，网络通信技术和DSP（Digital Signal Processor）技术的飞速发展，语音的数字通信得到越来，这主要体现在以下几个方面：数A/D 转换，但这样得到的语音的数据量非常大。为了减IIR数字滤波器和有限冲激响应FIR数字滤波器两种。IIR数字滤波器与FIR数字滤波器相比。相位特性较差，但其结构简单．运算量小。还有自适应滤波、G711编解码、G729编解码以及PCM编码等。 随着通信、计算机网络等技术的飞速发展,语音压缩编码技术得到了快速发展和广泛应用,尤其是最近20年,语音压缩编码技术在移动通信、卫星通信、多媒体技术以及IP电话通信中得到普遍应用,起着举足轻重的作用。 人们享受着带来的方便和快捷，数字广播电视、互联网、通讯和各种数码音乐产品正改变着我们的生活。信号给存储和传输带来的压力， 语音压缩编码技术的类别语音编码就是将模拟语音信号数字化,数字化之后可以作为数字信号传输、存储或处理,可以充分利用数字信号处理的各种技术。为了减小存储空间或降低传输比特率节省带宽,还需要对数字化之后的语音信号进行压缩编码,这就是语音压缩编码技术。它可以对原始数字信号PCM码流运用适当的数字信号处理技术，在不损失有用信息量，或所引入损失可忽略的条件下，降低压缩其码率，也称为压缩编码或信源编码。它必须具有相应的逆变换，称为解压缩或解码。信源编码的任务主要是解决数据存储、交换、传输的有效性问题，通过对信源数据率的压缩，力求用最少的数码传递最大的信息量。 总之，语音压缩技术的出现与应用为人类带来了深远的影响，人们如今已生活在一个几乎语音压缩的世界之中，而语音压缩技术则称得上是应用最为广泛的数字技术之一，CD、 VCD本课题研究的问题及解决的思路主要系统的核心是数字信号处理器的TMS320VC5，以模块化的设计方法将硬件按功能分为几大模块进行设计，分别为：A/D、D/A1 硬件电路设计 ⑴电源电路设计； ⑵复位电路设计； ⑶外扩存储器电路设计； ⑷系统的时钟电路设计； ⑸A/D、D/A⑹时钟电路。 2 软件程序设计 3 算法实现 (二) 解决关键问题的思路 1系统的总体⑴ DSP核心模块的设计:?TMS320VC5502是整个数据采集系统中，核心处理部分。把缓存器的数据转存到海量存储器中，并对CPLD逻辑的工作方式，工作时钟进行控制，同时还完成与上位机的通信。 ⑵ A/D转换模块:??AIC23能够实现与VC5502 DSP的McBSP端口的无缝连接,AIC23通过麦克风输入或者立体声音频输入采集模拟信号，并把模拟信号转化为数字信号，存储到DSP的内部RAM中。 ⑶ Flash存储器：Flash与 DSP 直接相连。采用 Flash存储器用于存储系统文件和用户数据。 ⑷ 电源模块采用TI公司专为DSP芯片设计的电源芯片TPS54110。复位芯片则采用的是TI公司的MAX708S，它可监控三路电压。 ⑸可编程逻辑芯片CPLD：作为各个模块间的接口，包括地址译码、时序控制及格式转换等功能。 ⑹ JTAG是符合IEEEll49．1的标准仿真接口。VC5416通过JTAG接口可完成CCS连接硬件电路进行程序下载和在线调试。 ⑺ 数据存储模块SDRAM采用的是Micron公司的32位MT48LC2M32B2TG芯片。该芯片共有四块，容量为8MByte。 2软件电路设计 主程序流程图如图2所示: 图2 程序主流程图 3算法研究 FIR滤波：FIR数字滤波器是一种非递归系统，其冲激响应h(n)是有限长序列，其差分方程表达式为.1，式中N为FIR滤波器的阶数。 (1.1) 在数字信号处理应用中往往需要设计线性相位的滤波器，FIR滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时，很容易做到严格的线性相位特性。为了使滤波器满足线性相位条件，要求其单位脉冲响应h