dsp实现语音噪声滤波设计方案.doc

dsp实现语音噪声滤波设计方案 1、设计背景 语音通信的目的是传递声音信息。位于甲地的通信者发出的声音经语音传感器变换成为电信号，经发送端设备变换为适合传输的形式，通过传输信道传输到乙地。在乙地经接收端设备恢复出原来的语音信号，经耳机或者喇叭转换为接收者可以听到的声音信号。这就是最基本的语音通信系统，但是由于周围环境的原因，我们采集到语音信号经常含有不同程度的噪声。 典型语音通信系统中的噪声来自三个方面：①信号处理设备产生的电噪声及传输信道中的电噪声；② 信号发送端空间环境中的音频噪声信号经麦克风变换为电信号之后，与有用信号其同传递到接收端；③信号接收端空间环境中的音频噪声对信号接收者的影响。噪声是由于发生体作无规则振动产生的。 在很多情况下，环境中的背景噪声是通信系统中噪声干扰的主要来源。当语音信号受到背景噪声干扰时语音通信质量变得不可接受，因此要对语音信号中的噪声滤除。DSP利用直接存储器访问方式DMA（Direct Memory Access）采集数据时不打扰CPU，因此利用DMA方式工作时，CPU可以对语音信号进行实时地滤波。本设计要求利用DSP的DMA方式进行信号采集和信号输出，对语音信号进行数字编码，滤波后进行解码。 2、设计要求及目标 基本部分： （1）对DMA进行初始化； （2）对A/D、D/A进行初始化； （3）编写DMA中断服务程序和滤波算法程序，实现语音信号的实时滤波； 发挥部分： （1）使用DSP产生带回波的语音信号； （2）利用自适应滤波实现语音信号的回波对消。 3、设计思路 首先利用DSP的DMA方式对外部含噪声的语音信号进行实时采集，语音信号先经过A/D转换为数字信号，利用MCBSP的接收寄存器接收数据。编写滤波算法程序，或调用DSPLIB中的滤波函数，对信号进行滤波。滤波后的数据利用DMA方式送到D/A转换器转换为模拟信号。 4、要求完成的任务 （1） （2）将包含噪声的语音信号进行滤波，从扬声器输出端口输出，比较滤波前后的信号的变化； （3）按要求撰写设计报告。 二、设计内容 随着现代科学的蓬勃发展，人类社会愈来愈显示出信息社会的特点。通信或信息交换已成为人类社会存在的必要条件，正如衣食住行对人类是必要的一样。语音作为语言的声学表现，是人类交流信息最自然、最有效、最方便的手段之一。然而，人们在语音通信过程中不可避免地会受到来自周围环境和传输媒介引入的噪声、通信设备内部电噪声、乃至其他讲话者的干扰。这些干扰最终将使接收者接收到的语音不再是纯净的原始语音，而是被噪声污染过的带有噪声的语音信号。例如，汽车、街道、机场中的电话，常受到强背景噪声的干扰，严重影响通话质量。而环境噪声的污染使得许多语音处理系统的性能急剧恶化。例如，语音识别已取得重大进展，正步入使用阶段。但目前语音识别系统大多都是在安静环境中工作的，在噪声环境中尤其是强噪声环境，语音识别系统的识别率将受到严重影响。 在上述情况下，必须加入语音增强系统，或者抑制背景噪声，以提高语音通信质量， 或者作为预处理器，以提高语音处理系统的抗干扰能力，维持系统性能。因此，语音增强技术在实际中有重要价值。目前，语音增强已在语音处理系统、通信技术、多媒体技术、数字化家电等领域得到了越来越广泛的应用。 三、设计方案、算法原理说明 1、 （1）直接存储器访问DMA 直接存储器访问（Direct Memory Access）是C54x DSP非常重要的片上外设，DMA控制器可以在不影响CPU的情况下完成数据的传输，因此数据传输速度快，在要求信号实时采集和处理的系统中常采用DMA方式进行信号采集和传输。C5402有6个可独立编程的DMA通道，每个DMA通道受各自的5个16位寄存器控制：源地址寄存器DMSRC、目的地址寄存器DMDST、单元计数寄存器DMCTR、同步事件和计数寄存器DMSFC、发送模式控制寄存器DMMCR。目的地址寄存器DMDST规定DMA要传送数据目的地址和首地址。单元计数寄存器DMCTR规定DMA传送数据的个数为DMCTR寄存器的值加1。同步事件和桢计数寄存器DMSFC规定DMA传送数据的同步事件类型和传送一块数据所含桢信号的个数。发送模式控制寄存器DMMCR规定DMA通道的传输模式，当DMA工作在自动初始化模式时，CPU在一个DMA事件完成后自动装载下一个DMA初始化设置并继续进行数据传送。DINM位和IMOD位设置DMA中断产生方式。CTMOD位设置发送计数模式控制，CTMOD位为0时，DMA工作在多桢模式，CTMOD位为1时，DMA工作在自动缓冲ABU模式。SIND位和DIND位用来设置源地址和目的地址的自动调整方式。此外，DMA的6个通道还受通道优先级和使能控制寄存器DMPREC控制。 本实验利用DMA通道2与MCBSP1通道