基于DSP的語音處理系統(tǒng)的設(shè)計

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1、CadenceSPB基于DSP的語音處理系統(tǒng)的設(shè)計摘要近年來，隨著DSP技術(shù)的普及和低價格、高性能DSP芯片的岀現(xiàn)，DSP己越來越多地被廣大的工程師所接受越來越廣泛地被應(yīng)用于各個領(lǐng)域，并且已口益顯示出其巨大的優(yōu)越性。DSP是利用專門或通用的數(shù)字信號處理芯片，以數(shù)字計算的方法對信號進行處理，具有處理速度快、靈活、精確、抗干擾能力強、體積小及可靠性高等優(yōu)點，滿足了對信號快速、精確、實吋處理及控制的要求。本次設(shè)計基于TLV320AIC23和TMS320VC5416兩種芯片設(shè)計并實現(xiàn)了一種語音錄音、語音編碼、語音解碼、語音處理和回放的系統(tǒng)。通過軟件和硬件結(jié)合對該系統(tǒng)進行設(shè)計，使本次

2、設(shè)計的語咅處理系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)處理能力并配有靈活的接口電路，可以作為一種語音信號處理算法研究和實時實現(xiàn)的通用平臺，對語音編碼在DSP上的實時實現(xiàn)進行了簡單的研究，從而掌握了算法移植的一般流程,為能夠在高速DSP硬件平臺設(shè)計及系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)方而取得成功奠定慕礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：DSP；數(shù)據(jù)釆集；TLV320AIC23；TMS320VC5416。目錄摘要I第1章緒論11.1DSP的發(fā)展及應(yīng)用11.2語咅信號處理系統(tǒng)概述2第2章DSP芯片介紹32.1TLV320AIC23簡介32.2TMS320VC5416簡介3第3章系統(tǒng)設(shè)計43」系統(tǒng)硬件設(shè)計43」」系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖43」.2DSP處理器5

3、3.1.3A/D電路53.1.4D/A電路73.2系統(tǒng)軟件設(shè)計103.2.1TMS320VC5416初始化103.2.2TLV320AIC23初始化10第4章總結(jié)11參考文獻12致謝13附錄14第1章緒論近年來，在數(shù)字信號處理領(lǐng)域有著絕對優(yōu)勢的DSP技術(shù)得到了迅速發(fā)展，不僅在通信計算機領(lǐng)域大顯身手，并已逐漸滲透到人們?nèi)粘ＯM領(lǐng)域。正因為如此，DSP應(yīng)用越來越得到普遍重視。DSP作為可編程數(shù)字信號處理專用芯片是微型計算機發(fā)展的一個重要分支，也是數(shù)字信號處理理論實用化過程的重要技術(shù)工具。DSP器件分為兩大類：一類是專門用于FFT、FIR濾波、卷積等運算的芯片，稱為專用DSP器件

4、；另一類是可以通過編程完成各種用戶要求的信息處理任務(wù)的芯片，稱為通用數(shù)字信號處理器件。1」DSP的發(fā)展及應(yīng)用最初的DSP器件只是被設(shè)計用以完成復(fù)雜數(shù)字信號處理算法。這可以追溯到20世紀50年代到60年代，那時數(shù)字信號處理技術(shù)剛剛起步。由于一般的數(shù)字信號處理算法運算量大，因此，算法只能在大型計算機上進行模擬仿真，無法實現(xiàn)數(shù)字信號處理。60年代中期，快速傅里葉算法的出現(xiàn)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，奠定了碩件完成數(shù)字信號處理算法和數(shù)字信號處理理論實用化的重要技術(shù)基礎(chǔ)，從而促進了近40年來DSP技術(shù)與器件的飛速發(fā)展。通用DSP器件的發(fā)展可分為三個階段：第一階段（1980年前后）,DSP

5、雛形階段。第二階段（1990年前后），DSP的成熟階段。第三階段（2000年以后），DSP的完善階段。目前，DSP的發(fā)展非常迅速。硬件結(jié)構(gòu)方面主要是向多處理器的并行處理結(jié)構(gòu)、便于外部數(shù)據(jù)交換的串行總線傳輸、大容量片上RAM和ROM、程序加密、增加I/O驅(qū)動能力、外圍電路內(nèi)裝化、低功耗等方面發(fā)展。軟件方面主要是綜合開發(fā)平臺的完善，使DSP的應(yīng)用開發(fā)更加靈活方便。目前，DSP芯片的價格越來越低，性能價格比日益提高，具有巨大的應(yīng)用潛力。DSP芯片的主要應(yīng)用：①信號處理——數(shù)字濾波，自適應(yīng)濾波，快速傅里葉變換，相關(guān)運算，頻譜分析，卷積，波形產(chǎn)生等;②語音處理——語音編碼，語音識別，

6、語音合成，文本一語音轉(zhuǎn)換等；③圖象圖形處理——三維圖形轉(zhuǎn)換，機器人視覺，圖象轉(zhuǎn)換及壓縮，模式識別，圖象增強等；④控制——司服控制，機器人控制，自適應(yīng)控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等；⑤軍事——保密通信，雷達及聲音信號處理，導(dǎo)航及制導(dǎo)，調(diào)制解調(diào)，全球定位，搜索與跟蹤等；⑥儀器儀表——頻譜分析，函數(shù)發(fā)生器，模態(tài)分析，暫態(tài)分析等；⑦通訊——回音相消，高速調(diào)制解調(diào)器，數(shù)字編碼與解碼，自適應(yīng)均衡，移動電話，擴展通訊，噪音對消，網(wǎng)絡(luò)通訊等；⑧消費電子——高清晰度電視，音樂合成器，智能玩具，游戲等；⑨醫(yī)學(xué)——助聽器，病員監(jiān)控，超聲波設(shè)備，自動診斷設(shè)備，胎兒監(jiān)控等。1.2語音信號處理系統(tǒng)概述語音處理在

7、現(xiàn)代通信中應(yīng)用非常廣泛，主要有語音編碼、語音識別、語音合成、語音郵件、語音存儲等。典型的語音處理系統(tǒng)如下圖1.1所示：圖1.1典型的語音處理系統(tǒng)圖屮的輸入信號可以有各種各樣的形式。例如，它可以是麥克風(fēng)輸入的語咅信號或是電話線已調(diào)的數(shù)據(jù)信號，可以是編碼后在數(shù)字鏈路上傳輸或存儲在計算機里德攝像機圖象信號等。輸入信號首先進行帶限濾波和抽樣，然后進行A/D變換將信號變成數(shù)字比特流。根據(jù)奈奎斯特抽樣定理，為保證信息不丟失，抽樣頻率至少是輸入帶限信號最高頻率的2倍。DSP芯片的輸入是A/D變換后得到的以抽樣形式表示的數(shù)字信號。