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基于DSP的语音增强系统设计与实现

作　者: 徐晶晶
导　师: 赵振纲
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 语音增强 MMSE 掩蔽效应子带滤波单频有色噪声
分类号: TN912.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 286次
引　用: 3次
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内容摘要

语音增强技术的研究对语音通信质量的提高起着至关重要的作用。语音增强技术是指采用一定的信号处理技术将有用的语音信号从噪声中提取出来,以提高语音信号的信噪比,增强可懂度,同时使人听觉不感疲劳。在短波串行无线通信过程中,宽带高斯白噪声与单频有色噪声是非常常见的两类噪声。本课题研究的主要目的是:在理论研究与仿真结果分析的基础之上,提出一套在工程上能够有效去除这两类噪声的实现方案。本文是课题研究成果的结晶。根据研究侧重点的不同,大体可以分为两大部分。第一部分为算法研究与仿真。首先,研究了宽带噪声语音增强的算法,包括MMSE算法,基于语音掩蔽效应的算法,并提出了基于临界频带的子带滤波算法。重点进行算法研究与仿真结果分析。此外,基于算法定点化和程序实时实现的需要,最终选定MMSE算法在硬件上实现。其次,研究了单频有色噪声的特点及增强原理,对其进行仿真,并进一步提出改进方案。第二部分为硬件平台搭建和算法移植,该部分主要介绍两芯片间的通信机制、系统的DSP/BIOS配置与C定点化软件编程与优化。本课题选用TI公司的TMS320VC5509芯片与C8051 F410 MCU芯片作为硬件平台。目前,已经实现宽带与单频语音增强算法在硬件平台上的实时运行。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-11
  1.1 语音增强概述  9-10
  1.2 语音增强研究现状  10
  1.3 论文结构安排  10-11
第二章宽带噪声语音增强算法与仿真  11-33
  2.1 概述  11-16
    2.1.1 算法概述  11-12
    2.1.2 仿真与实现概述  12-13
    2.1.3 宽带噪声估计  13-16
  2.2 基于MMSE的语音增强算法  16-19
    2.2.1 MMSE语音增强方法  16-18
    2.2.2 先验信噪比的确定  18-19
  2.3 基于语音掩蔽效应的语音增强算法  19-26
    2.3.1 语音掩蔽阈值的计算方法  19-23
    2.3.2 基于语音掩蔽阈不等式准则的语音增强算法  23-25
    2.3.3 语音掩蔽概率与MMSE相结合的语音增强算法  25-26
  2.4 基于临界频带的子带滤波语音增强算法  26-29
    2.4.1 基于临界频带的子带分解  26-27
    2.4.2 各子带加权值的计算  27-29
  2.5 实现与仿真结果、性能评估  29-33
    2.5.1 基于MMSE的语音增强仿真结果与性能评估  29
    2.5.2 语音掩蔽概率与MMSE相结合的语音增强仿真结果与性能评估  29-30
    2.5.3 基于语音掩蔽阈不等式准则的语音增强仿真结果与性能评估  30-31
    2.5.4 基于临界频带的子带滤波语音增强的实现与仿真结果、性能评估  31-33
第三章单频噪声语音增强算法与仿真  33-41
  3.1 单频噪声特点及增强原理  33-34
  3.2 单频噪声跟踪  34-38
    3.2.1 单频噪声频点跟踪的实现方法  34-35
    3.2.2 单频噪声跟踪的仿真结果及性能分析  35-36
    3.2.3 改进的基于有声无声判别的单频噪声频点跟踪实现方法  36-38
    3.2.4 改进的基于有声无声判别的单频噪声跟踪算法仿真结果及性能分析  38
  3.3 单频噪声的去除—Notch滤波器  38-41
第四章 DSP平台的搭建与系统实时实现  41-57
  4.1 基于DSP的数字信号处理概述  41-43
    4.1.1 DSP芯片简介  41-42
    4.1.2 DSP C运行环境  42-43
  4.2 DSP硬件平台及实时实现  43-47
    4.2.1 硬件平台结构图  43-44
    4.2.2 DSP与单片机之间的帧传输协议  44-45
    4.2.3 DSP与单片机的串口通信SPI传输协议  45-47
    4.2.4 系统BIOS配置  47
  4.3 DSP平台上的软件编程  47-57
    4.3.1 系统软件模块  47-49
    4.3.2 C语言的定点化  49-53
      4.3.2.1 定点化的步骤  50-51
      4.3.2.2 查表法  51-52
      4.3.2.3 目中遇到的定点化实例  52-53
    4.3.3 CCS 5000平台上C代码的实现与优化  53-57
      4.3.3.1 编写标准的C代码  53-54
      4.3.3.2 程序的优化  54-57
第五章结论(总结与展望)  57-58
参考文献  58-60
致谢  60-61
作者攻读学位期间发表的学术论文目录  61

基于DSP的语音增强系统设计与实现

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