语音压扩算法研究及硬件实现

论文摘要

对语音信号处理的研究,无一不是实际应用需求的推动。语音的数字化传输和存储的研制成功,大大提高了语音传输和存储系统的可靠性、抗干扰性、快速交换和保密性,且极大地降低了其实现成本。语音压缩编码技术发展不仅为实现窄带通信系统的语音信号传输提供了技术上的可能,而且推动了低成本语音存储和语音合成系统的发展。本论文从实际应用需求出发,根据语音编码理论,提出了一种新型的简单易行的语音编码算法。并且根据该语音编码算法,设计了一个4 秒语音合成芯片。 本论文的目的是设计一个4 秒语音合成芯片。该芯片主要应用于一些发声产品中。从该芯片的应用,可以得出需要设计的语音编码算法的特点:不存在传输问题、无实时性要求、输入原始语音可以系统外优化、要求合成的语音质量高、低成本语音合成。为了实现本论文的目的,本论文设计了一种基于ADPCM 编码算法的新型语音编解码算法。该语音编解码算法完全是为4 秒语音合成芯片量身定制的。该算法的一些重要特点有:采用整型数据、除法运算转化为移位操作、自适应量化器性能较高而预测器较粗糙。通过软件模拟,本论文设计的语音编码算法的合成语音几乎和原始输入语音相同,即算法达到了高质量的合成语音质量要求。而且基于该语音编解码算法的4 秒语音合成芯片在面积、功耗和合成语音质量等指标上都达到了实际应用的要求。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 本论文的主要工作
• 第二章 语音编码研究
• 2.1 语音产生模型
• 2.1.1 语音产生的生理机理
• 2.1.2 语音信号产生的数学模型
• 2.1.3 人耳听觉特性
• 2.2 语音信号分类
• 2.3 语音编码简介
• 2.4 语音波形编码
• 2.4.1 语音采样
• 2.4.2 量化
• 2.4.3 ADPCM 编码算法
• 2.4.4 子带编码和变换域编码
• 2.5 语音参数编码和混合编码
• 2.6 语音编码器性能指标
• 2.7 语音编码技术的新进展
• 第三章 语音合成IC 的设计
• 3.1 总体设计规划
• 3.2 语音合成ASIC 设计
• 3.2.1 频率发生模块
• 3.2.2 控制模块
• 3.2.3 地址产生模块
• 3.2.4 语音码ROM 模块
• 3.2.5 解码模块
• 3.2.5.1 加法器的设计
• 3.2.5.2 乘法器的设计
• 3.2.5.3 量阶调整模块和逆量化模块的设计
• 3.2.5.4 语音样点合成模块的设计
• 3.2.5.5 解码模块的设计
• 3.2.6 语音输出模块
• 3.3 版图设计
• 第四章 Verilog HDL 简介
• 4.1 Verilog HDL 使用简介
• 4.2 测试码的生成
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历