基于DSP的通用語音信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)_圖文

1、 萬方數(shù)據(jù) 萬方數(shù)據(jù) 萬方數(shù)據(jù) 基于DSP的通用語音信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作者:華晶, 殷華, 賈晶, HUA Jing, YIN Hua, JIA Jing作者單位:江西農(nóng)業(yè)大學(xué),軟件學(xué)院,南昌,330045刊名:電腦知識(shí)與技術(shù)英文刊名:COMPUTER KNOWLEDGE AND TECHNOLOGY年,卷(期:2010,6(30被引用次數(shù):0次參考文獻(xiàn)(8條1.Texas Instruments TMS320VC5509 Data SheetEB/OL.2.高輝.基于ADSP-BF531和AIC23的語音信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)J.電腦知識(shí)與技術(shù),2010(17.3.Texas Instrument

2、s TLV320AAIC23B Data SheetDB/OL.4.張雄偉.曹鐵勇.DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用M.北京:電子丁二業(yè)出版社,2003.5.戴明楨,周建江.TMS320C54X DSP結(jié)構(gòu)、原理及其應(yīng)用M.北京:航空航天大學(xué)出版社,2001.6.汗春梅,孫洪波,任治剛.TMS320C5000系列DSP系列設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)例M.北京:電子工業(yè)出版社,2004.7.朱銘鋯.DSP應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:電子工業(yè)出版社,2002.8.丁玉美,高西全.數(shù)字信號(hào)處理M.西安:電子科技大學(xué)出版社,1994.相似文獻(xiàn)(10條1.學(xué)位論文趙海燕針對G.72X系列語音處理協(xié)議的專用DSP設(shè)計(jì)2007隨著科

3、技的發(fā)展,語音、圖像、視頻處理等在人民的日常生活中扮演著越來越重要的角色。語音信號(hào)編碼、解碼處理技術(shù)在諸多方面得到了日益廣泛地應(yīng)用,開發(fā)低成本、小型化的編解碼產(chǎn)品成為多媒體應(yīng)用領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。本文針對在語音編解碼中應(yīng)用較多的G.723、G.728和G.729這三種協(xié)議(合稱為G72X,設(shè)計(jì)一個(gè)16bits定點(diǎn)專用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP,具有多協(xié)議處理能力,以便在應(yīng)用中能根據(jù)傳輸信道狀況的變化而隨意改變編碼方式,從而獲得最佳的語音通信效果。本文首先對廣泛應(yīng)用于G.72X協(xié)議中的線性預(yù)測分析(LPC和碼本激勵(lì)線性預(yù)測分析(CEL,P進(jìn)行研究,并重點(diǎn)研究了G.728協(xié)議的編解碼原理。分析三種協(xié)議的算

4、法特點(diǎn),提出一種優(yōu)化的軟硬件分工方法,為系統(tǒng)的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)。在介紹了G.728協(xié)議的軟件實(shí)現(xiàn)后,重點(diǎn)對針對G72X系列協(xié)議的專用DSP的設(shè)計(jì)及其VLSI實(shí)現(xiàn)進(jìn)行介紹。針對算法的特點(diǎn),本文設(shè)計(jì)的專用DSP擁有三條數(shù)據(jù)總線和三條數(shù)據(jù)地址總線,配合三個(gè)輔助寄存器計(jì)算單元,可以在同一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)讀/寫三個(gè)數(shù)據(jù),這樣的結(jié)構(gòu)非常適用于LDCELP等運(yùn)算特點(diǎn):同時(shí)需要從存儲(chǔ)空間中取兩個(gè)操作數(shù)并寫回運(yùn)算結(jié)果到存儲(chǔ)空間中。兼容TI C54的指令集,可以借助TI的開發(fā)編譯環(huán)境,不需要另行開發(fā)編譯器,縮短開發(fā)周期;針對算法中經(jīng)常出現(xiàn)的對乘法結(jié)果進(jìn)行移位的運(yùn)算,對傳統(tǒng)的乘累加器進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了乘累加移

5、位器;針對算法中出現(xiàn)的余弦及其反余弦運(yùn)算,設(shè)計(jì)了專用的三角函數(shù)運(yùn)算單元CDC;針對算法中出現(xiàn)的對數(shù)及其指數(shù)運(yùn)算,采用線性近似的方法,并對算法進(jìn)一步的優(yōu)化后,設(shè)計(jì)了專用的對數(shù)運(yùn)算單元log和指數(shù)運(yùn)算單元antilog。增加的運(yùn)算單元使得在TI C54 DSP中需要多條指令完成的運(yùn)算,本文介紹的專用DSP使用一條指令就可以完成,在保證精度的前提下,提高了運(yùn)算速度。在完成了專用DSP的VLSI設(shè)計(jì)后,對該處理器核進(jìn)行了功能仿真和FPGA驗(yàn)證,最后用Design Compiler工具,采用SMIC 0.18的標(biāo)準(zhǔn)單元庫對系統(tǒng)進(jìn)行綜合,綜合的時(shí)鐘頻率為40Mhz,面積為765364等效門,增加的三個(gè)專用

6、運(yùn)算單元占系統(tǒng)總面積的5.25%。與TI C54 DSP相比,對于對數(shù)、指數(shù)、三角運(yùn)算及其對乘法結(jié)果移位的運(yùn)算,本文介紹的專用DSP能極大的提高運(yùn)算速度,對于G.728協(xié)議的定點(diǎn)化編碼程序,速度大約可以提高15.4%。2.期刊論文邊紅昌.張世雄.祁玉林.程德福.BIAN Hong-chang.ZHANG Shi-xiong.QI Yu-lin.CHENG De-fu基于DSP的嵌入式語音處理平臺(tái)設(shè)計(jì)-電訊技術(shù)2006,46(4介紹了一種基于TMS320VC5402 DSP芯片實(shí)現(xiàn)的嵌入式語音處理通用平臺(tái).該平臺(tái)利用巧妙的譯碼電路,在實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展最大48K外部數(shù)據(jù)SRAM的同時(shí),也完成了系統(tǒng)的獨(dú)立平

7、行加載.同時(shí)平臺(tái)還擴(kuò)展了良好的人機(jī)交互模塊.給出了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖、主程序流程圖及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)并行自舉的具體步驟.3.學(xué)位論文李記昌基于DSP的語音處理及識(shí)別算法研究2010當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入高速信息化時(shí)代,傳統(tǒng)的信息儲(chǔ)存與傳播已經(jīng)滿足不了人們的日常生活需求。為了使生活更加快捷、方便,人們渴望通過說話就可以解決一些事務(wù),如語音撥號(hào)、語音門禁系統(tǒng)、語音輸入等。同時(shí),隨著數(shù)字信號(hào)處理器和語音識(shí)別算法的發(fā)展,使得對語音識(shí)別成為現(xiàn)實(shí),語音識(shí)別將會(huì)應(yīng)用于更加廣泛的范圍。因此,語音識(shí)別系統(tǒng)具有非常高的研究與實(shí)用價(jià)值。 本文研究一個(gè)基于DSP的特定人、孤立詞、小詞匯量的語音識(shí)別系統(tǒng),詳細(xì)介紹了識(shí)別系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)過程

8、,分析和改進(jìn)了語音識(shí)別算法,并給出了語音識(shí)別仿真結(jié)果。 本文首先簡單介紹語音信號(hào)基礎(chǔ)理論知識(shí)和相關(guān)聲學(xué)原理,并從語音信號(hào)預(yù)處理、特征提取、訓(xùn)練以及匹配這四個(gè)方面對語音識(shí)別的基本問題進(jìn)行了探討。接著,著重研究了基于DSP的語音識(shí)別系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)以TMS320VC5402作為硬件核心,外圍電路包括語音信號(hào)采集模塊TLV320AIC23、電源電路、LCD顯示、存儲(chǔ)器擴(kuò)展、JTAG接口電路,最后給出系統(tǒng)硬件相關(guān)的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。在軟件方面,本文系統(tǒng)討論了基于DSP的語音識(shí)別系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),為提高識(shí)別率,系統(tǒng)采用雙門限比較法進(jìn)行端點(diǎn)檢測,特征向量選用24維美爾頻率參數(shù)(MFCC,采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整

9、(DTW識(shí)別高效算法進(jìn)行語音模型的訓(xùn)練和識(shí)別。 最后,在PC機(jī)上Matlab2006中實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別DTW算法仿真設(shè)計(jì),介紹仿真環(huán)境并分析仿真結(jié)果。4.期刊論文程照明.蔡德鈞基于DSP的話音系統(tǒng)設(shè)計(jì)及語音處理算法實(shí)現(xiàn)-艦船電子工程2004,24(5介紹了一種基于802.3以太網(wǎng)協(xié)議傳輸話音和數(shù)據(jù)的局域通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì).該通信系統(tǒng)采用兩塊TI公司的54x系列芯片構(gòu)成主從連接方式,作為通信系統(tǒng)信號(hào)處理與控制平臺(tái),通過系統(tǒng)功能要求可實(shí)現(xiàn)重配置以及相應(yīng)應(yīng)用軟件的可選擇下載執(zhí)行.為保證話音與數(shù)據(jù)通信的可靠性與實(shí)時(shí)性,由5416負(fù)責(zé)話音的采集與處理,實(shí)現(xiàn)了包括語音檢測、語音編解碼、回聲消除、自適應(yīng)降噪等語音處

10、理算法.系統(tǒng)工作情況表明,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求.5.學(xué)位論文李冬基于DSP的嵌入式分組語音處理模塊的研究和設(shè)計(jì)2003本論文研究和設(shè)計(jì)了基于DSP的嵌入式分組語音處理模塊,解決了如何在一個(gè)嵌入式DSP系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分組語音的實(shí)時(shí)采集播放和壓縮處理。模塊采用通用型DSP作為嵌入式微處理器,專用型DSP作為實(shí)時(shí)分組語音處理芯片,完成了兩者之間接口及周邊電路的軟硬件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和測試程序的脫機(jī)運(yùn)行。從分組語音技術(shù)和DSP的介紹展開,分別論述了分組語音處理技術(shù)(著重是壓縮編譯碼技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)中的DSP技術(shù)以及本模塊中應(yīng)用的兩款DSP,最后詳細(xì)介紹了“基于DSP的嵌入式分組語音處理模塊”的軟硬件設(shè)計(jì)和語音測試情況。

11、6.期刊論文曹曉琳.吳平.丁鐵夫.Cao Xiaolin.Wu Ping.Ding Tiefu基于DSP的語音處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)-儀器儀表學(xué)報(bào)2005,26(z1介紹了一種較強(qiáng)背景噪聲下工作的語音處理系統(tǒng).其語音采集部分由FPGA控制PCM語音編碼器完成,語音增強(qiáng)部分以TMS320VC5402為核心實(shí)現(xiàn).文章討論了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、語音增強(qiáng)算法的原理及其DSP實(shí)現(xiàn),給出了軟件流程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果.7.學(xué)位論文戴瑋數(shù)字語音處理在DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)2004隨著計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,語音信號(hào)處理技術(shù)的重要性日益突出,它被廣泛的應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)、通信、智能儀表及工業(yè)控制領(lǐng)域中,語音信號(hào)處理技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的

12、一個(gè)必備的基本技術(shù).而在當(dāng)今的高等院校中,局限于實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及師資力量,除了特別的專業(yè)開設(shè)此門課程,語音信號(hào)處理技術(shù)尚未在工科院校普及.該論文所研究的是數(shù)字語音處理技術(shù)在DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的現(xiàn)實(shí).論文分為兩部分,第一部分是對數(shù)字語音技術(shù)理論上的研究.在對數(shù)字語音進(jìn)行探討的前提下,論文第二部分詳細(xì)分析了在DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上是如何具體實(shí)現(xiàn)對語音信號(hào)的處理.論文首先介紹了數(shù)字語音的發(fā)展概況,描述了數(shù)字語音與模擬語音區(qū)別.接下來闡述模擬語音是如何經(jīng)過采樣、量化、編碼的方法轉(zhuǎn)換成數(shù)字語音的.語音編碼是該論文的核心理論基礎(chǔ),語音編碼分為三類,波形編碼、參數(shù)編碼、混合編碼.語音編碼的國際標(biāo)準(zhǔn),是實(shí)現(xiàn)語音編碼的實(shí)施

13、準(zhǔn)則,論文首先對語音編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行概部性的介紹,然后詳細(xì)探討了最實(shí)用最基本的編碼方法PCM和ADPCM.數(shù)字濾波器也是語音處理技術(shù)的基礎(chǔ),該論文在對濾波器簡要介紹的基礎(chǔ)上,詳細(xì)論述了IIR和FIR的原理,為后面介紹在DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ).上述的理論的具體實(shí)現(xiàn)是建立在DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的.實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上所涉及到的硬件,在論文第二部分給予了詳細(xì)論述,包括硬件的連接和軟件的實(shí)現(xiàn)等.在語音技術(shù)理論與DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)都被論證的基礎(chǔ)上,如何在DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)語音處理,在論文的最后被詳細(xì)論述.這部分包括如何如何在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)PCM編碼、ADPCM編碼算法以及如何具體實(shí)現(xiàn)濾波器IIR以及FIR,論文

14、最后給出了最終的實(shí)現(xiàn)方法.8.期刊論文曹曉琳.吳平.丁鐵夫.Cao Xiaolin.Wu Ping.Ding Tiefu基于DSP的語音處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)-儀器儀表學(xué)報(bào)2005,26(8介紹了一種較強(qiáng)背景噪聲下工作的語音處理系統(tǒng).其語音采集部分由FPGA控制PCM語音編碼器完成,語音增強(qiáng)部分以TMS320VC5402為核心實(shí)現(xiàn).文章討論了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、語音增強(qiáng)算法的原理及其DSP實(shí)現(xiàn),給出了軟件流程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果.9.學(xué)位論文張春人工耳蝸的設(shè)計(jì)及語音處理算法的研究2000人工耳蝸是幫助全聾患者恢復(fù)聽覺的一種電子裝置,它依靠電脈沖直接刺激患者的聽神經(jīng)使患者恢復(fù)聽覺,是神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)和電子學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物.該文以實(shí)用的人工耳蝸為目標(biāo),設(shè)計(jì)了一種數(shù)字多通道多算法感應(yīng)式人工耳蝸,并研究了人工耳蝸的語音處理算法.10.期刊論文周發(fā).尉宇.Zhou Fa.Wei Yu基于DSP的語音處理的硬件設(shè)計(jì)與軟件實(shí)現(xiàn)-艦船電子工程2010,30(10 文章