基于DSP的语音采集与分析系统【开题报告】.doc

毕业设计开题报告 电子信息科学与技术 基于DSP的语音采集与分析系统 一、选题的背景与意义 1.1 研究的目的与意义 随着计算机技术和语音信号处理技术的日益发展，语音信号在越来越多的领域发挥着巨大作用．所以研究语音信号采集、处理的实时实现有着其重要的现实意义．而语音信号数据量较大，信号较为复杂，这就要求语音信号处理系统具有实时采集，大容量存储和实时处理的特点．传统的语音信号处理系统多采用计算机加软件、单片机、FPGA等来实现．这些方法要么在应用场合受到限制，特别是便携式、脱机设计中，要么难以实现实时处理的要求．为了改善以上各方面的限制要求，本文采用基于TMS320DM6437DSP系统平台，进行语音信号的采集与处理分析。DSP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、实时处理及控制的要求。高性能的TMS320DM6437是由美国TI公司生产的，处理器采用 HYPERLINK /SEARCH/ART/%B4%EF%B7%D2%C6%E6.HTM \t _blank 达芬奇(DaVinci)技术，适用于车载视觉、视频安全监控系统以及视频电话等特定应用市场。 1.2国内外发展现状 随着语音处理算法的日益复杂， 许多语音处理器的速度有很高的要求，一些理论上性能优良的语处理器在实际应用中还面临着诸如体积大、成本高、功耗高的一系列问题。对于绝大多数的编码器而言，音编码远比解码复杂，是非对称的。因此语音编码算法的实现一直是一个重要的研究课题。我们国家正在这一方面做大量的努力工作。IBM、Philips、Motorola、Intel、LH、Dragon System等公司都投入了大量的研发资金和技术，积极推动了语音处理技术的发展。目前比较成功的语音处理系统有：IBM的ViaVoice和Microsoft的SAPI，它们都是面向非特定人、大词汇量的连续语音处理系统，在充分训练情况下，Vi-aVoice处理率可高达93％；特定任务的语音处理系统成为市场应用的主流，Dragon System公司的医用听写机、Bell实验室为ATT电话公司开发的自动系统都是成功的典范：美国CMU的SPHINX系统、英国剑桥大学的IITK系统都是基于HMM理论的语音处理开发平台，语音处理的应用前景无限。 1.3 语音处理发展前景 基于DSP的语音处理系统具备了其他电子设备和处理技术无可比拟的优越性，该系统可以用于舰艇武器控制系统、指控系统、车载导航系统、信息家电、楼宇自动化、工业控制等领域。由于国内国际语音处理技术的不断突破，我们可以想象，语音合成、语音识别、语音翻译的共同运用将使人类步入一个崭新的电子领域。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题： 2.1 语音录放系统设计 语音录放实验主要是通过T1的McBSP接口实现。McBSP在结构上可以分为一个数据通道和一个控制通道，数据通道完成数据的发送和接收，控制通道完成的任务包括内部时钟的产生，帧同步信号的产生，对这些信号的控制以及多通道的选择等。音频信号经过TLV320AIC23高精度、高速的AIX；转换后得到一串数字信号，输入到输入缓冲区RAM。然后由处理算法将音频信号调入TMS320VC6437的内部进行高速运算处理。经过处理的音频信号可以进行存储，再输入到高精度高速的AIC23DAC转换器中，还原成模拟的声音信号输出。 输 出声 源回放语音数据（D/A）合成和限幅语音采样（A/D）立 体声 源TMS320AIC23 TMS320VC6437 输 出 声 源 回放语音数据（D/A） 合成和 限幅 语音采样 （A/D） 立 体 声 源 图 2.1 语音录放框图 2.2 回声采集与回放设计 声音遇到较远的物体产生的反射会比遇到较近的物体的反射波晚些到达声源位置，所以回声和原声的延迟随反射物体的距离大小改变。同时，反射声音的物体对声波的反射能力，决定了听到的回声的强弱和质量。另外，生活中的回声的成分比较复杂，有反射、漫反射、折射，还有回声的多次反、折射效果。当已知一个数字音源后，可以利用计算机的处理能力，用数字的方式通过计算模拟回声效果。 简单地讲，可以在原声音流中叠加延迟一段时间后的声流，实现回声效果。当然通过复杂运算，可以计算各种效应的混响效果。如此产生的回声，我们称之为数字回声。初始化配置：DSP 通过I2C 总线将配置命令发送到AIC23，配置完成后AIC23 工作。语音信号的输入：AIC23 通过其中的AD 转换采集输入的语音信号，每采集完一个信号后，将数据发送到DSP 的McBSP 接口上，DSP 可以读取到语音数据，每个数据为16位无符号整数，左右通道各有一个数值。语音信