《DSP技术与应用》课程设计报告基于DSP的语音处理系统设计

1、淮阴工学院 dspdsp 技术及应用技术及应用课程设计报告课程设计报告 选题名称选题名称: 基于 dsp 的语音处理系统设计 系（院）系（院）: 计算机工程学院 专专 业业: 计算机科学与技术（嵌入式软件设计） 班班 级级: 计算机 1073 班 姓姓 名名: 学学 号号: 指导教师指导教师: 学年学期学年学期: 2009 2010 学年 第 2 学期 2010年 5 月 30 日 摘要： 提出一个基于 dsp 的音频信号采集，存储，回放的处理系统。介绍了该系统的总 体方案和硬软件设计。讨论了模/数(a/d)和数/模(d/a)转换电路的设计方法以及如何采 用 a/d 转换器从 mic 输入口实

2、时采集语音信号，进行压缩后存储到 dsp 的片内和片 外 ram 存储器中，存储时间不小于 10 秒。使用 dsp 实现语音压缩和解压缩的基本 算法实现对语音信号的压缩，存储，回放。实验证明：所设计的基于 dsp 的硬件和软 件系统是一个很好的音频信号采集与处理系统。 关键词：语音处理；音频信号；dsp；音频压缩回放 目目录录 1 绪论.3 1 课程设计要求与目标.3 2 课程设计目的.3 2 系统详细设计.4 2.1 语音采集与输出模块.4 2.2 语音编码.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); /* 全局变量 */ 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; /* 主函数 */ void main() if (brd_init(100) return; led(2); /闪灯两次 initcodec(); /初始化 codec flashenable(); /选择片外 flash 为片外存储器 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 处 的采样 brd_led_toggle(brd_led0); data = *(volatile u16*)drr1_addr(handset_codec); /从 handset 处读取 采样 temp1=data

6、2alaw(data); /对采样进行 a 律压缩 /* 把低地址数据放在高八位 高地址数据放在低八位 */ 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); /点亮二极管 1 表示放音开始 /* 放音部分 */ for(k=0;k8) else temp2=bufferl l+; if(l=20000) l=0; data1=alaw2data(temp2); / a 律解压 while (!mcbsp_xrdy(h

7、andset_codec) ; *(volatile u16*)dxr1_addr(handset_codec) = data1; / / /将数据写 入 d/a 转换器 /* 放音结束 */ brd_led_toggle(brd_led0); brd_led_toggle(brd_led1); /主程序结束 子函数 /*延时*/ void delay(s16 period) int i, j; for(i=0; iperiod; i+) for(j=0; j1; j+); /*闪灯*/ void led(s16 cnt) while ( cnt- ) brd_led_toggle(brd_l

8、ed0); /切换 led 指示灯 0 的显示状态 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 获取设置 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 /*设置 flash*/ void flashenable(void) cpld_ctrl2_reg|=0 x0010; cpld_dmctrl_reg|=0 x0040; /*a 律压缩*/ unsigned char data2alaw(s16 pcm_val) intmask; intseg; unsigned charaval; if (pcm_val = 0) mask = 0 xd5; / 标记 (7th) bit = 1 else mask = 0 x55; / 标记 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, 返回最大数. 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 律解压*/ 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 /* 结束 */ 4 调试过程调试过程 1将工程文件夹放入 c 盘要求目录下。 2. 打开 ccs，project open，打开工程文件。 3进行编译，连接。 4根据错误提示，对 build option 进行正确的设置，修改头文件路径。 5再编译，连接，显示没有错误。 6load program-run，此时三盏灯循环亮，之后程序开始，第一盏灯亮开始录音，一 段时间后第二盏灯亮开始放音，然后又开始录音。依次循环。 5 运行结果运行结果 1.观察数据结果 viewwatch window 我们输入 buffer，显示此数组的值，如图 d 所示。 2观察数据图形 view

14、graphtime frequency 可以加入断点，然后按 animate 动态显示。 分别观察语音输入（存放在变量 data 中）波形，压缩后波形（temp1） ，解压后输出波 形（data1） ，图形分别为 a，b，c。 3观察存储器中数据 viewmemory 经过多次调试，使录音时间在保持音质的前提下达到 5-6 秒。 a输入波形(data) 图 5-1 输入波形 b压缩后波形(temp1) 图 5-2 压缩后波形 c解压缩后输出波形(data1) 图 5-3 解压缩后输出波形 dwatch window 中的值 图 5-4 watch window 中的值 总总 结结 经历了这次实

15、验，我想我们充分认识到了压力带给人的巨大动力。确定做语音压 缩，存储与回放实验后，查了大量 a 律，u 律压缩方法的资料，并学习了 ccs 环境下 的操作、调试与运行。由于之前对 dsp 很不了解，这方面学习我们去实验室操作了不 少时间，终于熟悉了它的操作步骤与简单调试方法。 这次课程设计基本上涵盖了 dsp 课程学习到的很多知识点，课程题目不仅要求对 课本知识有较深刻的了解，同时要求我们有较强的思维和动手能力。在这次课程设计 中，我遇到了非常多的困难，但在困难的解决使我学会了很多，不仅仅是关于数据库 知识的方面，还有设计理念以及设计所需的坚持精神。课程设计不仅是对前面所学知 识的一种检验，而

16、且也是对自己能力的一种提高。通过这次做课程设计使我明白了自 己原来知识还很欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会， 什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次做课程设计，我才明白学习是一个长期积累 的过程，以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 虽然课程设计过程中遇到了很多麻烦，但通过不断查阅资料和老师同学的指导帮 助，最终完成了课程设计要求的各部分内容。这次课程设计提高了我的思维能力和协 作能力，锻炼了我的动手能力！本文是在指导教师马岱老师的悉心指导下完成的，在 课程设计的过程中庄老师给了我很大的帮助。在设计中遇到的问题老师都帮我细心解 答，这次课程设

17、计能成功与老师的努力是分不开的。课程设计的每一步无不倾注了老 师的心血和汗水。有这样的机会、这样的成功，得益于学校的大力支持和老师对我们 的不倦指导。十分感谢教务处组织这样的活动，让我们有了锻炼的机会。 在我的学习过程中，不管是指导老师还是同学都给了我耐心的指导和帮助。我在 此对各位老师和同学表示诚挚的感谢！ 参考文献参考文献 1丁玉美编.数字信号处理.西安:西安电子科技大学出版社，2001. 2丁玉美、高西全编著.数字信号处理学习指导.西安：西安电子科技大学出版社， 2001. 3郑君里等编.信号与系统.北京:高等教育出版社，2000. 4关华等， techniques and applic

18、ations of dsp chips ，济南出版社，2006，10 5王念旭等， dsp 基础与应用系统设计 ，北京航空航天大学出版社. 6李哲英， dsp 基础理论与应用技术 ，北京航空航天大学出版社. 7关华， dsp 原理与应用实验指导书 ，山东建筑大学. 8 lawrence rabiner， 语音识别基本原理 ，清华大学出版社 9易克初， 语音信号处理 ，国防工业出版社 10关华， digital speech processing ，黄河出版社. 指导教师评语指导教师评语 学号1071306115姓名刘 涛班级计算机 1073 选题 名称 基于 dsp 的语音处理系统设计 序号评价内容