《dsp技術(shù)與應(yīng)用》課程設(shè)計報告-基于dsp的語音處理系統(tǒng)設(shè)計

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1、《DSP技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計報告淮陰工學(xué)院《DSP技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計報告選題名稱:基于DSP的語音處理系統(tǒng)設(shè)計系（院）:計算機工程學(xué)院專業(yè):計算機科學(xué)與技術(shù)（嵌入式軟件設(shè)計）班級:計算機1073班姓名:學(xué)號:指導(dǎo)教師:學(xué)年學(xué)期:2009~2010學(xué)年第2學(xué)期2010年5月30日1《DSP技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計報告摘要：提出一個基于DSP的音頻信號采集，存儲，回放的處理系統(tǒng)。介紹了該系統(tǒng)的總體方案和硬軟件設(shè)計。討論了模/數(shù)(A/D)和數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計方法以及如何采用A/D轉(zhuǎn)換器從MIC輸入口實時采集語音信號，進行壓縮后存儲到DSP的片內(nèi)和片外RAM存儲器中，存儲時間不小

2、于10秒。使用DSP實現(xiàn)語音壓縮和解壓縮的基本算法實現(xiàn)對語音信號的壓縮，存儲，回放。實驗證明：所設(shè)計的基于DSP的硬件和軟件系統(tǒng)是一個很好的音頻信號采集與處理系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：語音處理；音頻信號；DSP；音頻壓縮回放1《DSP技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計報告目錄1緒論31課程設(shè)計要求與目標(biāo)32課程設(shè)計目的32系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計42.1語音采集與輸出模塊42.2語音編碼42.3DPCM&ADPCM：52.4a律壓縮53程序設(shè)計93.1程序流程圖93.2代碼編寫104調(diào)試過程215運行結(jié)果22總結(jié)25參考文獻261《DSP技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計報告1緒論1課程設(shè)計要求與目標(biāo)（1）使用DSP實現(xiàn)語音壓縮和解

3、壓縮的基本算法，算法類型自定，例如可以采用G.711、G.729等語音壓縮算法。（2）采用A/D轉(zhuǎn)換器從MIC輸入口實時采集語音信號，進行壓縮后存儲到DSP的片內(nèi)和片外RAM存儲器中，存儲時間不小于10秒。（3）存儲器存滿之后，使用DSP進行實時解壓縮，并從SPEAKER輸出口進行回放輸出。（4）使用指示燈對語音存儲和回放過程進行指示。發(fā)揮部分：使用多種算法進行語音的壓縮、存儲和解壓縮，比較它們之間的優(yōu)缺點。2課程設(shè)計目的1、通過本實驗掌握5402DSP片上外設(shè)多通道緩沖串行口mcbsp。2、學(xué)習(xí)掌握tlc320ad50CODEC編譯碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理。3、學(xué)習(xí)A律語音壓縮以

4、及C語言下的編程方法。1《DSP技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計報告2系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計2.1語音采集與輸出模塊語音采集與輸出模塊采用的是TI公司推出的一款高性能的立體聲音頻Codec芯片TLC320AD50C，內(nèi)置耳機輸出放大器，支持MIC和LINEIN兩種輸入方式（二選一），且對輸入和輸出都具有可編程增益調(diào)節(jié)。AD50的模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADCs）和數(shù)模轉(zhuǎn)換（DACs）部件高度集成在芯片內(nèi)部，采用了先進的Sigma－delta過采樣技術(shù)，可以在8K到96K的頻率范圍內(nèi)提供16bit、20bit、24bit和32bit的采樣，ADC和DAC的輸出信噪比分別可以達到90dB和100dB。與此同時，AD50還

5、具有很低的能耗，回放模式下功率僅為23mW，省電模式下更是小于15uW。由于具有上述優(yōu)點，使得AD50是一款非常理想的音頻模擬I/O器件，可以很好的應(yīng)用在隨聲聽（如CD，MP3……）、錄音機等數(shù)字音頻領(lǐng)域[2]。由TLC320AD50C組成的語音輸入與輸出模塊不僅采樣率高最高可達96K，且外圍電路簡單，性價比高。2.2語音編碼（1）概念：語音編碼一般分為兩類：一類是波形編碼，一類是被稱為“聲碼器技術(shù)”的編碼。PCM編碼即脈沖編碼調(diào)制。波形編碼的最簡單形式就是脈沖編碼調(diào)制（Pulsecodemodulation），這種方式將語音變換成與其幅度成正比的二進制序列，而二進制數(shù)值往往采用脈

6、沖表示，并用脈沖對采樣幅度進行編碼，所以叫做脈沖編碼調(diào)制。脈沖編碼調(diào)制沒有考慮語音的性質(zhì)，所以信號沒有得到壓縮。（2）量化：脈沖編碼調(diào)制用同等的量化級數(shù)進行量化，即采用均勻量化，而均勻量化是基本的量化方式。但是均勻量化有缺點，在信號動態(tài)范圍較大而方差較小的時候，其信噪比會下降。國際上有兩種非均勻量化的方法：A律和u律，u律是最常用的一種。在美國，7位u律是長途電話質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。而我國采用的是A律壓縮，而且有標(biāo)準(zhǔn)的A律PCM編碼芯片。1《DSP技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計報告2.3DPCM&ADPCM：降低傳輸比特率的方法之一是減少編碼的信息量，這要消除語音信號中的冗余度。相鄰的語音樣本之間存

7、在明顯的相關(guān)性，因此對相鄰樣本間的差信號進行編碼，便可使信息量得到壓縮。因為差分信號比原語音信號的動態(tài)范圍和平均能量都小。這種編碼叫DifferentialPCM,簡稱DPCM，即差分脈沖編碼調(diào)制。ADPCM即自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制，是包括短時預(yù)測的編碼系統(tǒng)。CCITT（國際電報電話咨詢委員會）在1984年提出的32kbit/s的編碼器建議就是采用ADPCM作為長途傳輸中的國際通用語音編碼方案。這種ADPCM編碼方案達到64kbit/sPCM的語音傳輸質(zhì)量，并具有很好