DSP在音频的简单应用与展望.doc

DSP在音频摘要 随着技术的进步，数字化技术已经深入人们的生活，数字化技术具有诸多模拟技术无可比拟的优势。传统的音频技术已经不能满足人们的要求，数字化的音频处理方式成为了音频技术的发展趋势。数字技术的快速发展，在很多场合使得数字音频技术逐步取代模拟音频技术，数字化的音频处理是利用数字滤波算法对采集到的信号进行变换处理来实现的。 采用数字化的技术，就必定会涉及到很多复杂的数字运算，而数字运算处理器（DSP）的出现和发展正是迎合了这一要求。DSP芯片的很多特殊结构可以快速实现各种数字信号处理算法。目前数字信号处理技术已经成为一门主流学科，应用也越来越广泛。 【关键词】数字信号处理 数据处理 信息技术 音频处理 DPS音频处理的简单实现 随着数字技术的发展，尤其是进入21世纪以来，数字化技术几乎涉及到了人类生活的各个方面，数字化家电、图书馆、信息系统、管理系统、交通系统等，数字化革命给人们带来了高效和优质的生活。数字化的深入，音频行业和IT行业的结合更加紧密，在过去的十几年中，数字音频处理技术取得了长足的进步，但是，大部分的音频处理还是模拟的方式。传统的模拟音频设备由于用硬件方式实现，体积大、精度低、易受外界环境影响、可靠性差、设计几乎没有可重复性；而采用数字技术后的音频设备具有体积小、精度高、灵活性高、可靠性好、便于开发和升级等诸多优点。数字化的音频信号处理其本质就是利用数字滤波代替模拟滤波，对采集来的音频信号进行数字变换处理实现的。 数字信号处理器（DigitalSignalProcessing，简称DSP）的出现，使数字信号处理技术应运而生并且得到迅速的发展，DSP已经广泛的应用于生活的几乎每一个角落。对于音频的质量来说，数字音频通过模数/数模转换后，越接近模拟音质就越好。然而，数字化技术在音频的编辑、合成、效果处理、存储、传输和网络化、以及在价格等方面，有极大的优势。半导体技术高速发展的今天，在专业音频领域，为了得到柔和真实的模拟音质，仍旧需要采用电子管器件，如电子管话筒、电子管前置放大器和压缩器、以及功率放大器等。为了与数字化音频系统配合使用，不少必威体育精装版的音频专业电子管产品带有了数字接口。所以，数字化时代的音频技术，并不是弃模变数，而是两者有机的结合，取长补短，用数字化技术去追求模拟的音质，用数字化手段来弥补传统音频设备的弱点。 音频系统已经不仅仅局限于以前模拟范畴了，而是向着数字化的方向发展，未来的DSP将可以支持多声道、计算密集型音频处理算法。尤其是近几年，数字化的音频技术发展尤为迅速。MP3、智能手机、PDA等一系列数字化电子产品的蓬勃发展，促使了数字化音频技术的迅猛发展。语音处理可以采用数字信号处理器和现场可编程门阵列实现，其中通过数字信号处理器方法具有实现简便和程序可移植性强等优点，尤其是TMS320VC55X系列在音频处理方面具有接口简便、运算速度快、能够解决复杂算法设计、满足系统实时性要求以及扩展性强等独特的优势，因此得到广泛的应用。 数字音频技术的特点 传统的模拟录音技术是通过各种话筒把各种声音、音乐转换成模拟电压信号，通过录音机等录音设备，把模拟电压信号转换为磁信号记录在磁性媒介上，重放时，可以通过放音设备等设备把磁信号重新变为模拟电压信号，通过功率放大器推动扬声器来重现声音。但是，模拟磁性录音性能受电磁性的影响较大，模拟电压信号在放大和传输过程中，会受到各种噪声和干扰的影响，磁带的频率特性在每次重放过程中都会有一些变化，这些都会对音质产生影响。虽然可以通过改善材料和器件来提高音质，但所需费用随音质的提高成几何级数增长，而且用模拟方法来提高音质是有限度的。同时，也得出了这样的结论：无论在模拟技术领域里如何加以改进，也不能实现音质的大幅度改善。 数字音频技术是指把模拟声音信号通过采样、量化和编码过程转换成数字信号，然后再进行记录、传输以及其他加工处理；在重放时再将这些记录的数字音频信号还原为模拟信号，获得连续的声音。模拟信号在时间和幅度上都是连续的，幅度的微小变化都会引起声音质量的变化。而数字音频技术是通过把模拟信号进行时间上的离散化和幅度上的量化处理以后，变为一连串数字信号加以存储或传输。理论上除了把模拟信号转变为数字信号的数字化过程和把数字信号重新还原为模拟信号的过程会引入一些误差以外，在对数字信号的存储和传输过程中不会引起音质的变化，这是越来越多采用数字音频技术的主要原因之一。 除此之外，采用数字音频技术的另一个重要原因是计算机技术的飞速发展，使数字音频处理变得越来越容易。在模拟音频技术为主的年代，声音的处理主要是依靠各种专业设备进行处理，声音的混合、延迟、改变都是通过各种设备来完成的。由于各种设备的放大、滤波、延迟等电路都有可能引入噪声和畸变，因此，为了获得尽可能高的音质，这些设备的造价是非常昂贵的