基于SPEEX的嵌入式語(yǔ)音錄播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究.pdf

1、嵌入式系統(tǒng)面世以來(lái)就得到了迅速的發(fā)展，語(yǔ)音的應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)也是常見(jiàn)的，由于嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間的有限，嵌入式系統(tǒng)中語(yǔ)音軟件層的編碼壓縮已成為必然趨勢(shì)。
　　 Speex是一款基于碼激勵(lì)線(xiàn)性預(yù)測(cè)算法((CELP)的開(kāi)源語(yǔ)音編解碼算法，由于它具有編碼質(zhì)量高、語(yǔ)音速率低、可變比特率、回聲消除、語(yǔ)音分段傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，因此非常適合作為語(yǔ)音編解碼算法。以往的設(shè)計(jì)都是將Speex應(yīng)用于PC機(jī)上的語(yǔ)音處理，如網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音傳輸?shù)鹊?，以減小所需的傳輸帶

2、寬，本文將Speex成功應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中，并且充分利用了其語(yǔ)音編碼壓縮這一特點(diǎn)，成功的解決了嵌入式系統(tǒng)中語(yǔ)音錄制后占用內(nèi)存空間過(guò)大這一問(wèn)題。
　　 本文詳細(xì)的分析了Speex的編解碼原理，并通過(guò)仿真研究得出它非常適合作為嵌入式語(yǔ)音編碼的算法。本課題的設(shè)計(jì)是在ARM平臺(tái)下的語(yǔ)音編解碼系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?？傮w分為語(yǔ)音采集模塊、語(yǔ)音播放模塊、語(yǔ)音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和USB通信模塊四大核心模塊。本系統(tǒng)選用了意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的STM32F103作為

3、主控芯片，它具有極大的性?xún)r(jià)比。語(yǔ)音采集模塊和語(yǔ)音播放模塊充分利用了speex在語(yǔ)音編解碼方面的強(qiáng)大功能，它們利用了STM32F103上集成的AD和PWM兩個(gè)功能模塊，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音數(shù)據(jù)的最大化存儲(chǔ)和最真實(shí)還原解碼，其過(guò)程采用兩個(gè)160字節(jié)大小的緩沖區(qū)，編碼過(guò)程中一個(gè)緩沖區(qū)用來(lái)裝載ADC讀取的采樣值，另一個(gè)緩沖區(qū)用來(lái)編碼已經(jīng)存儲(chǔ)的采樣值；解碼過(guò)程中一個(gè)緩沖區(qū)用來(lái)裝載PWM占空比來(lái)播放語(yǔ)音數(shù)據(jù)，另一個(gè)緩沖區(qū)用于解碼已存儲(chǔ)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)。語(yǔ)音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

4、模塊是通過(guò)片外擴(kuò)展Flash存儲(chǔ)器：M25P16，來(lái)存儲(chǔ)已編碼的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，它通過(guò)SPI總線(xiàn)與STM32F103通信。USB通信模塊實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)與PC機(jī)的通信，使M25P16上的語(yǔ)音文件得以上傳到PC機(jī)，進(jìn)行下一步的處理。本文還在M25P16中搭建了FAT12文件系統(tǒng)，使存儲(chǔ)存。M25P16中的語(yǔ)音數(shù)據(jù)以文件的形式上傳到PC機(jī)中，可以在Windows系統(tǒng)中直接讀取語(yǔ)音數(shù)據(jù)，而不需要再以二進(jìn)制的形式從M25P16中的扇區(qū)讀取。最后本文從系統(tǒng)