语音信号增强及端点检测的DSP应用系统设计

论文摘要

近年来随着语音识别理论研究的深入和数字信号处理软、硬件技术的发展,语音识别技术应用的研究越来越受到人们的关注。语音增强与端点检测在语音识别中占有重要地位。本文设计并实现了一种基于DSP的语音增强和端点检测系统。文中首先对语音识别技术研究与应用的历史和现状做了必要的介绍,对现有的语音增强与端点检测算法进行了分析比较,选择自适应滤波法对语音信号进行增强;选择双门限比较法对其进行端点检测,该算法的基本原理是基于短时能量和过零率,采用了双门限则进一步保证了检测的可靠性;并根据系统实时性要求,选择了TMS320VC5402作为系统核心处理芯片,重点介绍了其工作原理与应用特性。同时进行了相关芯片的选型工作,从而构成一个实用的语音信号处理平台,实现了语音信号输入、A/D转换、自适应处理、端点检测处理、D/A转换、语音输出等要求。论文中详细阐述了系统的构成,分析了工作过程,设计了系统应用程序,采用C语言实现了算法的功能,最后在DSP系统上进行了调试,实验证明所设计系统具有很好的实用性和实时性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题提出
• 1.2 国内外研究历史及现状
• 1.3 语音增强和端点检测的课题研究背景
• 1.3.1 语音增强
• 1.3.2 端点检测
• 第二章 DSP应用系统硬件设计
• 2.1 DSP芯片的特征
• 2.2 DSP系统的开发流程
• 2.3 DSP芯片的选择
• 2.4 TMS320C5402芯片简介
• 2.5 TMS320VC5402 的多通道带缓冲串行接口（McBSP）
• 2.5.1 McBSP 的主要功能
• 2.5.2 McBSP 的工作过程
• 2.6 语音采集芯片
• 2.7 电源模块
• 2.8 外部存储器扩展
• 2.8.1 程序存储器
• 2.8.2 数据存储器
• 2.9 CPLD时序逻辑控制电路
• 2.10 时钟电路
• 第三章 软件系统算法设计
• 3.1 语音信号预处理的基本概念
• 3.2 语音增强算法设计
• 3.2.1 自适应滤波器
• 3.2.2 单声道自适应噪声抵消原理
• 3.2.3 增强算法设计
• 3.3 端点检测算法设计
• 3.3.1 基于短时能量和短时幅度差语音端点检测
• 3.3.2 短时平均过零率语音端点检测
• 3.3.3 基于短时能量和过零率的双门限端点检测
• 3.3.4 算法设计
• 第四章 系统应用程序设计调试
• 4.1 系统开发环境介绍
• 4.1.1 硬件开发环境
• 4.1.2 CCS
• 4.2 软件流程和模块划分
• 4.2.1 软件流程
• 4.2.2 模块划分
• 4.3 系统初始化
• 4.3.1 寄存器初始化
• 4.3.2 McBSP初始化
• 4.3.3 AD50C的初始化
• 4.4 中断矢量表的编写
• 4.5 语音增强和端点检测算法在DSP中的实现
• 4.5.1 自适应滤波的实现
• 4.5.2 端点检测的实现
• 4.6 系统集成优化考虑
• 第五章 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文