DSP技術與應用課程設計報告基于DSP的語音處理系統(tǒng)設計

1、淮陰工學院 dspdsp 技術及應用技術及應用課程設計報告課程設計報告 選題名稱選題名稱: 基于 dsp 的語音處理系統(tǒng)設計 系（院）系（院）: 計算機工程學院 專專 業(yè)業(yè): 計算機科學與技術（嵌入式軟件設計） 班班 級級: 計算機 1073 班 姓姓 名名: 學學 號號: 指導教師指導教師: 學年學期學年學期: 2009 2010 學年 第 2 學期 2010年 5 月 30 日 摘要： 提出一個基于 dsp 的音頻信號采集，存儲，回放的處理系統(tǒng)。介紹了該系統(tǒng)的總 體方案和硬軟件設計。討論了模/數(shù)(a/d)和數(shù)/模(d/a)轉換電路的設計方法以及如何采 用 a/d 轉換器從 mic 輸入口實

2、時采集語音信號，進行壓縮后存儲到 dsp 的片內和片 外 ram 存儲器中，存儲時間不小于 10 秒。使用 dsp 實現(xiàn)語音壓縮和解壓縮的基本 算法實現(xiàn)對語音信號的壓縮，存儲，回放。實驗證明：所設計的基于 dsp 的硬件和軟 件系統(tǒng)是一個很好的音頻信號采集與處理系統(tǒng)。 關鍵詞：語音處理；音頻信號；dsp；音頻壓縮回放 目目錄錄 1 緒論.3 1 課程設計要求與目標.3 2 課程設計目的.3 2 系統(tǒng)詳細設計.4 2.1 語音采集與輸出模塊.4 2.2 語音編碼.4 2.3 dpcm void led(s16 cnt); void initcodec(void); void flashenabl

3、e(void); unsigned char data2alaw(s16 pcm_val); int alaw2data(unsigned chara_val); static int search(int val,short*table,int size); /* 全局變量 */ handle hhandset; s16 data; s16 data1; u16 i=0; u16 temp1; u16 j=0; u16 k,l=0; u8 temp2; u16 buffer20000; static short seg_end8=0 x1f,0 x3f,0 x7f,0 xff,0 x1ff,

4、0 x3ff,0 x7ff,0 xfff; /* 主函數(shù) */ void main() if (brd_init(100) return; led(2); /閃燈兩次 initcodec(); /初始化 codec flashenable(); /選擇片外 flash 為片外存儲器 delay(100); brd_led_toggle(brd_led0); for(i=0 x9000;i0 xefff;i+) reg_write(i,*(volatile u16*)drr1_addr(handset_codec); delay(20); brd_led_toggle(brd_led1); de

5、lay(200); for(i=0 x9000;i0 xefff;i+) *(volatile u16*)dxr1_addr(handset_codec)=reg_read(i); delay(20); brd_led_toggle(brd_led2); */ while (1) while (!mcbsp_rrdy(handset_codec) ; /等待接收 handset 處 的采樣 brd_led_toggle(brd_led0); data = *(volatile u16*)drr1_addr(handset_codec); /從 handset 處讀取 采樣 temp1=data

6、2alaw(data); /對采樣進行 a 律壓縮 /* 把低地址數(shù)據(jù)放在高八位 高地址數(shù)據(jù)放在低八位 */ i=i+1; if(i%2=1) bufferj=(temp1=40000) i=0; if(j=20000) j=0; brd_led_disable(brd_led0); brd_led_toggle(brd_led1); /點亮二極管 1 表示放音開始 /* 放音部分 */ for(k=0;k8) else temp2=bufferl l+; if(l=20000) l=0; data1=alaw2data(temp2); / a 律解壓 while (!mcbsp_xrdy(h

7、andset_codec) ; *(volatile u16*)dxr1_addr(handset_codec) = data1; / / /將數(shù)據(jù)寫 入 d/a 轉換器 /* 放音結束 */ brd_led_toggle(brd_led0); brd_led_toggle(brd_led1); /主程序結束 子函數(shù) /*延時*/ void delay(s16 period) int i, j; for(i=0; iperiod; i+) for(j=0; j1; j+); /*閃燈*/ void led(s16 cnt) while ( cnt- ) brd_led_toggle(brd_l

8、ed0); /切換 led 指示燈 0 的顯示狀態(tài) delay(1000); brd_led_toggle(brd_led1); delay(1000); brd_led_toggle(brd_led2); delay(1000); /*初始化 codec*/ void initcodec(void) /* open handset codec 獲取設置 codec 的句柄*/ hhandset = codec_open(handset_codec); / acquire handle to codec /* set codec parameters */ codec_dac_mode(hha

9、ndset, codec_dac_15bit); / dac in 15-bit mode codec_adc_mode(hhandset, codec_adc_15bit); / adc in 15-bit mode codec_ain_gain(hhandset, codec_ain_6db); / 6db gain on analog input to adc codec_aout_gain(hhandset, codec_aout_minus_6db); / -6db gain on analog output from dac codec_sample_rate(hhandset,s

10、r_8000); / 8khz sampling rate /*設置 flash*/ void flashenable(void) cpld_ctrl2_reg|=0 x0010; cpld_dmctrl_reg|=0 x0040; /*a 律壓縮*/ unsigned char data2alaw(s16 pcm_val) intmask; intseg; unsigned charaval; if (pcm_val = 0) mask = 0 xd5; / 標記 (7th) bit = 1 else mask = 0 x55; / 標記 bit = 0 pcm_val = -pcm_val

11、; / convert the scaled magnitude to segment number. seg = search(pcm_val, seg_end, 8); / combine the sign, segment, and quantization bits. if (seg = 8) / out of range, 返回最大數(shù). return (0 x7f mask); else aval = seg seg_shift; if (seg 1) else aval |= (pcm_val seg) return (aval mask); /*alaw 的子程序*/ stati

12、c int search(int val,short*table,int size) inti; for (i = 0; i size; i+) if (val = *table+) return (i); return (size); /*a 律解壓*/ int alaw2data(unsigned chara_val) intt; intseg; a_val = 0 x55; t = (a_val if(seg=0) t += 8; t=(t3); if(seg0) t +=0 x108; t=(t(4-seg); if(seg3) t+=0 x108; t=(t=(seg-4); ret

13、urn (a_val /* 結束 */ 4 調試過程調試過程 1將工程文件夾放入 c 盤要求目錄下。 2. 打開 ccs，project open，打開工程文件。 3進行編譯，連接。 4根據(jù)錯誤提示，對 build option 進行正確的設置，修改頭文件路徑。 5再編譯，連接，顯示沒有錯誤。 6load program-run，此時三盞燈循環(huán)亮，之后程序開始，第一盞燈亮開始錄音，一 段時間后第二盞燈亮開始放音，然后又開始錄音。依次循環(huán)。 5 運行結果運行結果 1.觀察數(shù)據(jù)結果 viewwatch window 我們輸入 buffer，顯示此數(shù)組的值，如圖 d 所示。 2觀察數(shù)據(jù)圖形 view

14、graphtime frequency 可以加入斷點，然后按 animate 動態(tài)顯示。 分別觀察語音輸入（存放在變量 data 中）波形，壓縮后波形（temp1） ，解壓后輸出波 形（data1） ，圖形分別為 a，b，c。 3觀察存儲器中數(shù)據(jù) viewmemory 經過多次調試，使錄音時間在保持音質的前提下達到 5-6 秒。 a輸入波形(data) 圖 5-1 輸入波形 b壓縮后波形(temp1) 圖 5-2 壓縮后波形 c解壓縮后輸出波形(data1) 圖 5-3 解壓縮后輸出波形 dwatch window 中的值 圖 5-4 watch window 中的值 總總 結結 經歷了這次實

15、驗，我想我們充分認識到了壓力帶給人的巨大動力。確定做語音壓 縮，存儲與回放實驗后，查了大量 a 律，u 律壓縮方法的資料，并學習了 ccs 環(huán)境下 的操作、調試與運行。由于之前對 dsp 很不了解，這方面學習我們去實驗室操作了不 少時間，終于熟悉了它的操作步驟與簡單調試方法。 這次課程設計基本上涵蓋了 dsp 課程學習到的很多知識點，課程題目不僅要求對 課本知識有較深刻的了解，同時要求我們有較強的思維和動手能力。在這次課程設計 中，我遇到了非常多的困難，但在困難的解決使我學會了很多，不僅僅是關于數(shù)據(jù)庫 知識的方面，還有設計理念以及設計所需的堅持精神。課程設計不僅是對前面所學知 識的一種檢驗，而

16、且也是對自己能力的一種提高。通過這次做課程設計使我明白了自 己原來知識還很欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會， 什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次做課程設計，我才明白學習是一個長期積累 的過程，以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。 雖然課程設計過程中遇到了很多麻煩，但通過不斷查閱資料和老師同學的指導幫 助，最終完成了課程設計要求的各部分內容。這次課程設計提高了我的思維能力和協(xié) 作能力，鍛煉了我的動手能力！本文是在指導教師馬岱老師的悉心指導下完成的，在 課程設計的過程中莊老師給了我很大的幫助。在設計中遇到的問題老師都幫我細心解 答，這次課程設

17、計能成功與老師的努力是分不開的。課程設計的每一步無不傾注了老 師的心血和汗水。有這樣的機會、這樣的成功，得益于學校的大力支持和老師對我們 的不倦指導。十分感謝教務處組織這樣的活動，讓我們有了鍛煉的機會。 在我的學習過程中，不管是指導老師還是同學都給了我耐心的指導和幫助。我在 此對各位老師和同學表示誠摯的感謝！ 參考文獻參考文獻 1丁玉美編.數(shù)字信號處理.西安:西安電子科技大學出版社，2001. 2丁玉美、高西全編著.數(shù)字信號處理學習指導.西安：西安電子科技大學出版社， 2001. 3鄭君里等編.信號與系統(tǒng).北京:高等教育出版社，2000. 4關華等， techniques and applic

18、ations of dsp chips ，濟南出版社，2006，10 5王念旭等， dsp 基礎與應用系統(tǒng)設計 ，北京航空航天大學出版社. 6李哲英， dsp 基礎理論與應用技術 ，北京航空航天大學出版社. 7關華， dsp 原理與應用實驗指導書 ，山東建筑大學. 8 lawrence rabiner， 語音識別基本原理 ，清華大學出版社 9易克初， 語音信號處理 ，國防工業(yè)出版社 10關華， digital speech processing ，黃河出版社. 指導教師評語指導教師評語 學號1071306115姓名劉 濤班級計算機 1073 選題 名稱 基于 dsp 的語音處理系統(tǒng)設計 序號評價內容