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基于DSP芯片TMS320C5409的语音实时变速系统

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本文介绍的就是一种基于TMS320C5409的语音实时变速系统。另外,考虑到在实际系统中语音的压缩存储和语音变速往往是同时需求的,因此本文提出一种基于LPC低比特率语音编码算法的语音变速算法,该算法能够任意调整语音语速。

LPC算法

LPC编码将语音信号s(n)看作一个时变的声道系统在声门的激励之下的输出信号。对浊音而言,声门激励为一周期脉冲串;而对清音而言,声门激励为随机噪声序列。语音信号的简化框图如图1所示。

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在LPC编码中,可以将一帧的语音信号用简化模型的参数来表示,如浊音、清音判别,基音周期,增益G以及数字滤波器系数{a1},这样就可以获得3kb/s的编码。解码时,由于在LPC编码中,浊音可以看作是一周期脉冲串的激励,其中,脉冲周期为基音周期,因此,为了改变语音的速率,我们将语音的帧长变长,在其中再加入若干的脉冲串的激励即可得到变速的语音信号。

硬件系统设计

本系统是一个完善的应用系统,主要完成对语音信号的实时LPC编解码及语音变速,此外,还具有键盘控制功能和语音录放功能。因此,本系统不但需要外部的SRAM存放语音数据,而且需要与DSP相连接的键盘控制设备。本系统主要由TMS320C5409、TLC320AD50、SST39VF400A和CY7C133等构成,系统框图如图2所示。TMS320C5409内部提供的32K字片内RAM用来存放实时运行的程序和数据,片外SRAM(CY7C133)用于存放编码后的语音数据。系统的工作过程如下:系统加电后,通过复位建使TMS320C5409复位。TMS320C5409复位后,由内部固化的自引导程序将Flash(SST39VF400A)上的程序和初始化数据搬移到片内RAM,然后TMS320C5409根据键盘的控制执行操作,运行LPC编码运算(录音)、LPC解码和语音变速(放音),调整语音变速速率。

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TMS320C5409用于实现语音的编解码算法,TLC320AD50用于完成语音信号的数/模和模/数转换功能。TMS320C5409与TLC320AD50之间通过McBSP串口通信。为了减轻CPU的负担,本系统中设计McBSP通过DMA收到或发送完一组单元后,再给CPU中断的方式跟CPU通信。TMS320C5409与TLC320AD50的接口如图3所示。

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来源:电子发烧友网

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