基于DSP的语音处理系统的设计

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1、CadenceSPB基于DSP的语音处理系统的设计摘要近年来，随着DSP技术的普及和低价格、高性能DSP芯片的岀现，DSP己越来越多地被广大的工程师所接受越来越广泛地被应用于各个领域，并且已口益显示出其巨大的优越性。DSP是利用专门或通用的数字信号处理芯片，以数字计算的方法对信号进行处理，具有处理速度快、灵活、精确、抗干扰能力强、体积小及可靠性高等优点，满足了对信号快速、精确、实吋处理及控制的要求。本次设计基于TLV320AIC23和TMS320VC5416两种芯片设计并实现了一种语音录音、语音编码、语音解码、语音处理和回放的系统。通过软件和硬件结合对该系统进行设计，使本次

2、设计的语咅处理系统具有强大的数据处理能力并配有灵活的接口电路，可以作为一种语音信号处理算法研究和实时实现的通用平台，对语音编码在DSP上的实时实现进行了简单的研究，从而掌握了算法移植的一般流程,为能够在高速DSP硬件平台设计及系统应用开发方而取得成功奠定慕础。关键词：DSP；数据釆集；TLV320AIC23；TMS320VC5416。目录摘要I第1章绪论11.1DSP的发展及应用11.2语咅信号处理系统概述2第2章DSP芯片介绍32.1TLV320AIC23简介32.2TMS320VC5416简介3第3章系统设计43」系统硬件设计43」」系统结构框图43」.2DSP处理器5

3、3.1.3A/D电路53.1.4D/A电路73.2系统软件设计103.2.1TMS320VC5416初始化103.2.2TLV320AIC23初始化10第4章总结11参考文献12致谢13附录14第1章绪论近年来，在数字信号处理领域有着绝对优势的DSP技术得到了迅速发展，不仅在通信计算机领域大显身手，并已逐渐渗透到人们日常消费领域。正因为如此，DSP应用越来越得到普遍重视。DSP作为可编程数字信号处理专用芯片是微型计算机发展的一个重要分支，也是数字信号处理理论实用化过程的重要技术工具。DSP器件分为两大类：一类是专门用于FFT、FIR滤波、卷积等运算的芯片，称为专用DSP器件

4、；另一类是可以通过编程完成各种用户要求的信息处理任务的芯片，称为通用数字信号处理器件。1」DSP的发展及应用最初的DSP器件只是被设计用以完成复杂数字信号处理算法。这可以追溯到20世纪50年代到60年代，那时数字信号处理技术刚刚起步。由于一般的数字信号处理算法运算量大，因此，算法只能在大型计算机上进行模拟仿真，无法实现数字信号处理。60年代中期，快速傅里叶算法的出现及大规模集成电路的发展，奠定了硕件完成数字信号处理算法和数字信号处理理论实用化的重要技术基础，从而促进了近40年来DSP技术与器件的飞速发展。通用DSP器件的发展可分为三个阶段：第一阶段（1980年前后）,DSP

5、雏形阶段。第二阶段（1990年前后），DSP的成熟阶段。第三阶段（2000年以后），DSP的完善阶段。目前，DSP的发展非常迅速。硬件结构方面主要是向多处理器的并行处理结构、便于外部数据交换的串行总线传输、大容量片上RAM和ROM、程序加密、增加I/O驱动能力、外围电路内装化、低功耗等方面发展。软件方面主要是综合开发平台的完善，使DSP的应用开发更加灵活方便。目前，DSP芯片的价格越来越低，性能价格比日益提高，具有巨大的应用潜力。DSP芯片的主要应用：①信号处理——数字滤波，自适应滤波，快速傅里叶变换，相关运算，频谱分析，卷积，波形产生等;②语音处理——语音编码，语音识别，

6、语音合成，文本一语音转换等；③图象图形处理——三维图形转换，机器人视觉，图象转换及压缩，模式识别，图象增强等；④控制——司服控制，机器人控制，自适应控制，神经网络控制等；⑤军事——保密通信，雷达及声音信号处理，导航及制导，调制解调，全球定位，搜索与跟踪等；⑥仪器仪表——频谱分析，函数发生器，模态分析，暂态分析等；⑦通讯——回音相消，高速调制解调器，数字编码与解码，自适应均衡，移动电话，扩展通讯，噪音对消，网络通讯等；⑧消费电子——高清晰度电视，音乐合成器，智能玩具，游戏等；⑨医学——助听器，病员监控，超声波设备，自动诊断设备，胎儿监控等。1.2语音信号处理系统概述语音处理在

7、现代通信中应用非常广泛，主要有语音编码、语音识别、语音合成、语音邮件、语音存储等。典型的语音处理系统如下图1.1所示：图1.1典型的语音处理系统图屮的输入信号可以有各种各样的形式。例如，它可以是麦克风输入的语咅信号或是电话线已调的数据信号，可以是编码后在数字链路上传输或存储在计算机里德摄像机图象信号等。输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行A/D变换将信号变成数字比特流。根据奈奎斯特抽样定理，为保证信息不丢失，抽样频率至少是输入带限信号最高频率的2倍。DSP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号。