基于TMS320DM642的語(yǔ)音處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、語(yǔ)音通信在現(xiàn)代通信中占有重要位置。隨著信息社會(huì)高速發(fā)展，人們瓦相交流的信息量急劇增加，使得信道資源變得愈加寶貴。因此，壓縮語(yǔ)音信號(hào)的傳輸帶寬和降低電話信道的傳輸速率越來(lái)越重要。采用語(yǔ)音編碼技術(shù)可以在保證音質(zhì)的同時(shí)，大大地減少數(shù)據(jù)傳輸量，節(jié)省傳輸所需要的帶寬。 目前的語(yǔ)音壓縮專(zhuān)用芯片價(jià)格較高，并且采用語(yǔ)音壓縮專(zhuān)用芯片的設(shè)備在信號(hào)處理靈活性，功能擴(kuò)展等方面受到很大的限制，很難加入一些新的功能或者算法。TI公司生產(chǎn)的TMS320DM6

2、42系列是目前業(yè)界公認(rèn)的性能良好的媒體處理器。它基于C64xDSP內(nèi)核，采用兩級(jí)緩存，提供了豐富的外圍接口，包括多通道音頻串行口、以太網(wǎng)口等，可以方便的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信，用于多媒體應(yīng)用開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方便，只需采用一片DM642，外加存儲(chǔ)芯片SDRAM、音頻codec和以太網(wǎng)PHY等芯片即可組成理想的多媒體處理平臺(tái)。同時(shí)TI公司還提供了強(qiáng)大的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境和豐富的API函數(shù)，為開(kāi)發(fā)語(yǔ)音通信系統(tǒng)提供了良好的基礎(chǔ)。 本課題的研究目的是開(kāi)發(fā)一

3、個(gè)基于DSP的語(yǔ)音壓縮系統(tǒng)。核心算法是ITU-T組織提出的G.729建議共扼結(jié)構(gòu)代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼(CS-ACELP)技術(shù)，而文作者的工作是開(kāi)發(fā)語(yǔ)音采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)核心算法的預(yù)處理部分，核心硬件是基于TI公司TMS320DM642高性能DSP。語(yǔ)音信號(hào)首先由麥克風(fēng)采集，通過(guò)專(zhuān)用音頻A/D變換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并放入緩存，緩存滿則觸發(fā)一個(gè)EDMA事件，DSP響應(yīng)該事件，讀取采樣數(shù)據(jù)，對(duì)讀取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理包括：高通濾波、分離

4、信號(hào)等。經(jīng)過(guò)處理后的數(shù)據(jù)將送入輸出緩存，再經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的回放。同時(shí)，用戶可以在PC機(jī)上對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析、加窗處理、存儲(chǔ)和顯示等實(shí)時(shí)操作。 經(jīng)DSP預(yù)處理后的語(yǔ)音信號(hào)，可以作為G.729編解碼器的輸入信號(hào)，為將來(lái)實(shí)現(xiàn)基于DSP的G.729壓縮算法奠定了基礎(chǔ)。本課題設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的語(yǔ)音信號(hào)采集和處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路新穎，軟硬件實(shí)現(xiàn)方案簡(jiǎn)單，為基于DSP的語(yǔ)音增強(qiáng)、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成等算法的實(shí)現(xiàn)以及語(yǔ)音通信

5、系統(tǒng)提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。另外，D/A和A/D轉(zhuǎn)換器可根據(jù)實(shí)際要求靈活選擇，可移植性強(qiáng)，能夠適應(yīng)復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需要。隨著DSP性能的不斷增強(qiáng)，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能將進(jìn)一步擴(kuò)展，適用于復(fù)雜音頻信號(hào)處理系統(tǒng)。論文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 第一章：緒論，介紹了本研究課題提出的背景、研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)。 第二章：概述了語(yǔ)音處理的基本知識(shí)、語(yǔ)音編碼技術(shù)及發(fā)展，并闡述了G.729語(yǔ)音編碼算法的基本原理。 第三章：概述了TMS32

6、0C6000系列DSP的主要性能，著重分析了TMS320DM642的CPU結(jié)構(gòu)、Cache結(jié)構(gòu)及其外設(shè)。 第四章：以合眾達(dá)公司的SEED-VPM642為例，闡述了TMS320DM642硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)及TLV320AIC23B codec 芯片、多通道音頻串行口McASP的工作原理及特性。 第五章：闡述了系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，包括：eXpressDSP軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS、DSP設(shè)備驅(qū)