基于DSP的语音检测系统设计与实现

论文摘要

随着数字化硬件技术水平的飞速发展,DSP以其强大的数字运算能力使得数字信号处理的理论和方法得以在实际应用中大量实现,同时又推动了新理论和应用领域的发展。在语音信号处理中,语音检测是一个基本而又关键的问题,有效的语音端点检测不仅能减少系统的处理时间、提高系统的处理实时性,而且能够排除无声段的噪声干扰,从而使后续的识别性能得以较大提高。因此对语音端点检测的研究有着十分重要的实际意义。论文研究了基于DSP的语音检测系统设计与实现。论文首先介绍了语音检测系统的硬件电路设计。该系统采用TI公司的TLV320AIC23语音编解码芯片同时作为模数和数模转换芯片,采用TMS320VC5416数字信号处理器进行语音信号的采集与处理,采用PCI2040桥接器实现PCI总线协议。接下来介绍驱动程序的相关理论及如何开发驱动程序,最后研究了语音检测算法以及在系统上实现语音检测方法。系统软件由三部分组成:DSP程序,驱动程序和应用程序。DSP程序主要是用来进行语音信号检测并通过中断的方式与应用程序通信。驱动程序是连接DSP与主机的接口。应用程序用VC开发,主要功能是从DSP内存中实时读取语音数据并存于磁盘。实验由两部分组成:在语音信号实时采集实验中,适当调整音量,采样率设置为8KHz,采集结果表明没有丢失数据现象、失真度较小;在语音检测实验中,较高信噪比条件下语音检测可以取得比较理想的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 语音检测研究现状
• 1.2.2 DSP技术的发展例程及应用领域
• 1.2.3 PCI总线的发展现状
• 1.3 研究内容及章节安排
• 第2章 语音检测系统硬件设计
• 2.1 语音检测系统整体设计方案
• 2.2 TMS320VC5416DSP
• 2.2.1 VC5416简介
• 2.2.2 片内外设
• 2.3 DSP系统的基本硬件设计
• 2.3.1 电源模块设计
• 2.3.2 复位电路设计
• 2.3.3 CPLD逻辑控制电路
• 2.3.4 存储器接口设计
• 2.4 语音CODEC与输入输出单元设计
• 2.4.1 多通道缓冲串口McBSP
• 2.4.2 AIC23结构与特点
• 2.4.3 AIC23与DSP连接
• 2.5 PCI总线接口设计
• 2.5.1 并行主机接口HPI
• 2.5.2 PCI2040与HPI接口
• 2.6 本章小结
• 第3章 系统驱动程序设计
• 3.1 PCI总线及桥芯片PCI2040
• 3.1.1 PCI总线协议
• 3.1.2 PCI2040简介
• 3.1.3 PCI2040配置寄存器
• 3.1.4 PCI2040使用
• 3.2 WDM驱动程序原理
• 3.2.1 驱动程序概述
• 3.2.2 WDM驱动程序结构及层次模型
• 3.2.3 WDM驱动程序开发工具选择
• 3.3 语音检测系统PCI驱动程序设计
• 3.3.1 PCI设备资源的获得
• 3.3.2 PCI设备的操作
• 3.3.3 驱动程序与应用程序通信
• 3.4 语音实时采集的实现
• 3.4.1 软件设计及实现
• 3.4.2 实验结果及分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 语音检测算法研究与实现
• 4.1 语音检测理论基础
• 4.1.1 语音信号特点与模型
• 4.1.2 语音信号短时分析
• 4.1.3 噪声特征
• 4.2 基于短时能量和过零率双门限端点检测
• 4.3 基于谱熵的端点检测
• 4.4 端点检测在DSP上的实现
• 4.5 实验结果及分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 系统调试及分析
• 5.1 系统功能模块
• 5.2 DSP底层软件调试
• 5.2.1 常用寄存器初始化
• 5.2.2 McBSP初始化
• 5.2.3 AIC23初始化
• 5.2.4 BOOTLOADER
• 5.3 驱动程序调试及安装
• 5.4 常见问题及解决方案
• 5.4.1 问题1-无法进入仿真环境
• 5.4.2 问题2-CPLD很烫
• 5.4.3 问题3-复位无效
• 5.4.4 问题4-无法自启动
• 5.5 设计中的心得
• 5.5.1 硬件系统设计
• 5.5.2 PCB板设计
• 5.5.3 硬件模块调试
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录 PCB板实物图