・８８・ 科技论坛 基于ＤＳＰ的数字语音信号处理系统的设计 袁孟新 （大连民族学院，辽宁大连１１６６００） 摘要：本文以ＴＭＳ３２０ＶＣ５４１０芯片为核心，设计了一种基于ＤＳＰ的数字语音信号处理系统。系统主要包括ＤＳＰ及其外围电路、模 拟数字转换电路和ＵＳＢ模板电路。利用该系统可实现模拟语音数字化，并对１６阶ＦＩＲ滤波和语音信号的端点检测仿真。仿真结果表明数 字语音信号处理系统性能达到了设计要求。 关键词：ＴＭＳ３２０ＶＣ５４１０；＇ＦＩＲ滤波；端点检测 １概述 段，平均能量居于前两者之间。清音段和无声段的波形特点有明显的不 无声段信号变化较为缓慢，而清音段信号在幅度上变化剧烈，穿越 语音信号作为一个重要的研究领域，２０世纪６０年代中期形成的 同，通常清音段过零率最大。端点检测就是首 系列数字信号处理方法和技术，如数字滤波器、快速傅里叶变换等成 零电平次数也多。经验表明，在方法上，随着电子计算机的 先判断“有声”还是“无声”，如果有声，则还要判断是“清音”还是“浊音”。 发展，以往的以硬件为中心的研究逐渐转化为以软件为主的处理研究。 为正确地实现端点检测，一般综合利用短时能量和过零率两个特征，采 双门限检测法”。 之后逐步发展起来的动态时间规整技术、线性预测技术、矢量量化技术 用“和隐马尔科夫模型等相继被应用于语音信号处理，并经过不断改进与 检测，采用了双门限检测法。图３ 完善，使得语音信号处理技术产生了突破陛的进展。目前，语音信号处 为孤立词“民院”的语音信号处理结果。 理发展日趋成熟，并被细化为语音识别、语音编码、语音合成、语音增强 等不同学科深入研究。设计一款基于ＤＳＰ的数字语音信号处理系统对 语音信号处理有重要意义。 。２系统硬件设计方案 ＤＳＰ语音处理系统主要由ＤＳＰ芯片及其｜夕 围电路、ＡＤ转换电路和 ＵＳＢ模板电路三部分组成。首先系统利甩语： 输入设备（麦克）将采集的 模拟语音信号送人Ａ／Ｄ（ＴＬＣ３２０ＡＤ５０Ｃ）转换电路，将其转换成便于 ＤＳＰ处理的数字信号，并将转换所得数字信号送入ＤＳＰ等待处理；其 次，编制程序完成滤波和端点检测等语音信号处理的算法，并通过ＰＣ 机或语音输出设备展示处理后的语音信号。系统结构框图如图１所示。 ｏ 帕 ∞ ｏ 毛Ｌ５结论 １０ｏ 一 一 ： 一～ ２０Ｏ ４ＯＯ ＳＯ０ ６ｏ０ ７ＯＯ 图３端点检测语音信号结果 文中设计了一种基于ＤＳＰ的数字语音信号处理系统，该系统可以 对语音信号进行分析处理，实验结果较理想，因此该系统的设计具有重 要的应用价值。 参考文献 【１］肖瑛，李振兴，董玉华，等．基于压缩传递函数的神经网络盲均衡算法 弹箭与制导学报，２００９，２９（１）：２５１—２５３． 图１数字语音信号处理系统硬件组成 ３ ＦＩＲ数字滤波器算法的ＤＳＰ实现 本设计中采用窗函数法设计ＦＩＲ滤波器。ＴＭＳ３２０ｖｃ５４１０在指令 ２００９，３８（４）：４７９—４８３． 集和硬件结构上，对滤波器算法的实现，有专门的考虑。首先是在指令 ［４】肖瑛，冯长建．组合窗函数的短时傅里叶变换时频表示方法 探测与 中设置了ＭＡＣＤ指令，它的功能是将数据区的两个数相乘以后，再与累 控制学报，２０１０，３２（３）：４３－４８． 加器中的值累加，运算结果仍保留于累加器中，而为下一次操作准备； 【５】肖瑛，李振兴．差异进化算法初始化的小波神经网络盲均衡ｍ电路与 其次在硬件上，设计了间接寻址时的循环寻址功能，即将滤波器系数保 系统学报，２０１０，１５（４）：２２—２６． ［２］肖瑛，李振兴，董玉华，等．动态目标函数下的神经网络盲均衡算法研 究叽系统仿真学报，２００９，２１（１４）：４３３ｌ＿４３３４． ［３］肖瑛，董玉华．一种级联混合小波神经网络盲均衡算法 信息与控制， 存于—个可循环寻址的数据缓冲区，寻址指针由低地址自动增长，当达 嘲肖瑛．并联滤波的常数模与判决引导融合盲均衡算法 声学学报， 到缓冲区顶部时，自动返回低地址重新寻址，这样，配合单指令重复指 ２０１２，３７（５）：４９５—５００． 令ＲＰＴ，就可以快速实现卷积操作。程序设计流程图如图２所示。 董玉华，张俊星．修正的解相关前馈神经网络盲均衡算法研究 大连 民族学院学报，２０１２，１４（５）：４６０—４６２． ［８］董玉华，肖瑛．基于￥３Ｃ２４４０的温度采集系统的实现Ⅱｌ数字通信， ２０１２，３９（３）：５５—５７． 许爽，索继东，赵继印，等．融合双向主成分分析的二维线性判别方法 大连海事大学学报，２０１ １，３７（３）￣３－７６． 【ｌＯｆｔＳ爽，索继东，赵继印，等．自动找点的掌纹图像定位分割方法叨．计算 机工程与设计，２０１１，９（３２）：３１０２—３１０５． ［１１ 爽，孙炎辉，丁纪峰，等．基于ＡＲＭ的少数民族文字手写输入系统 设计 大连民族学院学报，２０１２，１４（５）：４５６－－４５９． ［１ ２］姜明新，王洪玉，等．基于多相机的多目标跟踪算法【【ｌ自动化学报， ２０１２，３８（４）：４９７—５０６． ［１３倭明新，王洪玉，蔡兴洋，等．基于码本模型和多特征的早期烟雾检测 图２滤波器程序设计流程图 中国图象图形学报，２０１２，１７（９）：１ １０２—１ １０８． ４ ＦＩＲ滤波语音信号端点检测 【１ ４］姜明新，王洪玉，沐方顺，等．基于视颇监控的违章停车检测算法 计 语音信号一般可分为无声段、清音段和浊音段。无声段是背景噪声 算机工程，２０１２，３８（１９）：１５１—１５３． 段，平均能量最低；浊音段为声带振动发出对应的语音信号段，平均能 ［１ ５］李婷，邱天爽，唐洪，等．基于循环平稳特性的心音信号噪声评价指标 量最高；清音段是空气在口腔中的摩擦、冲击或爆破而发出的语音信号 口ｌ计算机工程与应用，２０１２，４８（２４）：１０—１５．