基于DSP的激光无线语音通信系统设计
基于DSP的语音识别系统研究与实现
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基于DSP的语音识别系统研究与实现
作者：孙爱中等
来源：《现代电子技术》2013年第09期
摘要：语音识别是人机语音通信的关键技术之一，也是难题之一。
介绍了一种语音识别系统，主要介绍了该系统的语音处理流程，阐述了系统使用Mel频标倒谱参数作为特征提取的方法，采用隐马尔科夫模型算法的测度估计技术。
通过严格测试，该系统达到实用化要求。
该语音识别系统较好的实现了在移动电子设备上资源有限条件下方便快捷的汉字语音输入，具有重大现实意义。
关键词：语音识别；特征提取；带通滤波；隐马尔科夫模型
中图分类号： TN911.7⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）09⁃0076⁃03
语音识别是机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本文件或命令的高技术。
作为专门的研究领域，语音识别又是一门交叉学科，它与声学、语音学、语言学、数字信号处理理论、信息论、计算机科学等众多学科紧密相连。
语音识别经过四十多年的发展，已经显示出巨大的应用前景。
本文从实现原理入手，介绍语音识别系统的实现方式。
1 概述
本汉语语音识别系统是一个非特定人的、孤立音语音识别系统。
其中孤立音至少包括汉语的400多个调音节（不考虑声调）以及一些常用的词组。
识别系统主要用于手持设备，如手机、掌上电脑。
这些设备的CPU一般是DSP，硬件资源十分有限，而且大多不支持浮点运算。
那么，对系统各个部分的设计首要考虑的是系统对硬件资源的开销必须尽量的小，不能超过这些设备的限制。
硬件资源的开销包括存储模型参数的开销，以及识别过程中对内存、DSP 的运行时间的开销。
基于DSP的语音通信系统的设计
（ 南 大学 信息 科学 与 工程 学 院 ， 南 长 沙 中 湖
摘 要 ： 究 了 以 ＴＭＳ ２ Ｃ５ １ 研 ３ ０ ４ ０与 Ｐ 机 组 成 的 语 音 通 信 系统 ， 出 Ｃ 提 了软 、 件 设 计 方 案 ， 决 了 ＤＳ 与 Ｐ 间 建 立 握 手 信 号 及 进 行 数 据 通 信 硬 解 Ｐ Ｃ
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关 键 词 ： 信 ； 手 ； 音 编 码 ； Ｃ； Ｐ 通 握 语 ＬＰ ＤＳ
中图分类号 ： ＴＮ９ ２ ３ １．１
文献标识码 ： Ａ
Ｄｅ ｉ ｆ Ｓｐｅ ｃ ｓｇｎ ｏ ｅ ｈ Ｃｏｍ ｍ ｕｎｉ ａ ｉ ｓ ｅ ｓ ｄ ｏｎ ＤＳＰ ｃ ｔｏｎ Ｓｙ ｔ ｍ Ｂａ ｅ
收 稿 日期 ：０ ２Ｏ 一 ６ ２ ０ 一４ Ｏ 作 者简 介 ： 明义 （９４ ） 男 ， 南 长沙 人 ， 南大 学副教 授 ， 士研 究生 ． 陈 １６ 一 ， 湖 中 博
基于DSP的通用语音信号处理系统的设计
Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术多媒体技术及其应用本栏目责任编辑：唐一东第6卷第30期(2010年10月)基于DSP 的通用语音信号处理系统的设计华晶，殷华，贾晶（江西农业大学软件学院，南昌330045）摘要：介绍一种基于DSP 的语音信号处理系统，该系统采用TMS320VC5509作为主处理器，TLV320AIC23B 作为音频芯片，在此基础上完成系统硬件平台的搭建和软件设计，从而实现对语音信号的采集、滤波和回放功能.它可作为语音信号处理的通用平台。
关键词：语音处理；DSP ；TMS320VC5509;TLV320AIC23B中图分类号：TP37文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2010)30-8613-03Design of the Universal Speech Signal Processing System Based on DSPHUA Jing,YIN Hua,JIA Jing(School of software,Jiangxi Agricultural University ,Nanchang Jiangxi 330045,China)Abstract:Design of speech signal processing system based on DSP is introduced in this paper.The system adopts TMS320VC5509as the main processor and TLV320AIC23B as codec chip,and the system ’s hardware platform and software design are completed based on them,The system can realize the function of speech signal acquisition 、processing and playing.It can be used as a universal platform for other speech signal processing.Key words:speech processin;DSP;TMS320VC5509;TLV320AIC23B语音是人类相互之间进行交流时使用最多、最自然、最基本也是最重要的信息载体。
一种基于DSP的多机通信系统的实现
一种基于DSP的多机通信系统的实现
黄天戍;庞辉;孙夫雄;张旭良
【期刊名称】《系统工程与电子技术》
【年(卷),期】2004(026)005
【摘要】介绍了一种多台基于DSP的电机智能保护装置与PC机之间实现高速远距离串行通信的方法.该系统采用PC机作为上位机,多台基于TMS320C32芯片的电机智能保护装置作下位机,充分利用了PC机的容量大,人机界面友好以及DSP芯片速度快、实时性强等优点,同时CHD技术的应用使得整个系统完全可编程,很好地实现了对现场数据的采集,处理和传输,大大提高了整个系统的性能.
【总页数】4页(P700-703)
【作者】黄天戍;庞辉;孙夫雄;张旭良
【作者单位】武汉大学电子信息学院,湖北,武汉,430072;武汉大学电子信息学院,湖北,武汉,430072;武汉大学电子信息学院,湖北,武汉,430072;武汉大学电子信息学院,湖北,武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.72
【相关文献】
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3.一种数字语音通信系统的DSP实现 [J], 郭保娟;向新
4.一种数字语音通信系统的DSP实现 [J], 郭保娟;向新
5.一种数字语音通信系统的DSP实现 [J], 郭保娟;向新
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毕业设计-基于DSP的语音信号处理系统设计【范本模板】
毕业设计［论文]题目：基于DSP的语音信号处理设计系别：电气与电子工程系专业:电子信息工程姓名:张作伟学号:123408151指导教师：陈英河南城建学院2010年5月23日摘要语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴的学科，是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。
通过语音传递信息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息形式。
数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP）是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式。
Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件,它可以将声音文件变换为离散的数据文件，然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据,如数字滤波、傅里叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等,它的信号处理与分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数,利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化,使人机交互更加便捷。
信号处理是Matlab重要应用的领域之一。
本设计针对现在大部分语音处理软件内容繁多、操作不便等问题,采用MATLAB7。
0综合运用GUI界面设计、各种函数调用等来实现语音信号的变频、傅里叶变换及滤波，程序界面简练，操作简便,具有一定的实际应用意义。
关键字：Matlab,语音信号，傅里叶变换,信号处理AbstractSpeech signal processing is to study the use of digital signal processing technology and knowledge of the voice signal voice processing of the emerging discipline is the fastest growing areas of information science one of the core technology. Transmission o f information through the voice of humanity’s most important，most effective, most popular and most convenient form of exchange of information。
基于DSP和ZigBee的智能设备无线语音控制系统设计
内容提要本文设计并实现了基于DSP和ZigBee的智能设备无线语音控制系统。
系统分为两个模块：一模块是以DSP为核心独立运行的语音命令识别模块，另一模块以ZigBee无线收发协议为核心并利用PIC单片机和CC2420实现ZigBee协议栈及应用程序。
两模块间通过中断方式进行命令或数据发送，且相互独立。
因此系统具有良好的扩展性，针对特定的任务可以更改任一模块的功能设置。
语音控制模块针对DSP系统对语音识别算法进行优化，并集成FLASH 可以保存模板信息也可实现在线训练及保存。
在PIC单片机上完成对ZigBee 协议的实现及精简，ZigBee节点分为全功能设备主节点和精简功能从节点。
主节点需要频繁的检测从节点的加入或接收数据等功能，侧重于功能实现。
从节点主要实现非频繁的任务执行，在保证传输正确性的同时侧重于在程序上设置如休眠等功能以降低功耗。
最后对本系统进行了测试及演示说明，实现无线语音控制功能。
关键词：DSP；ZigBee；语音控制；CC2420；智能设备；无线传输；目录第一章 绪 论 (1)1.1 语音识别 (1)1.2 无线通信技术 (2)1.3 智能设备功能特点和发展趋势 (3)1.4 论文研究意义 (5)1.5 本文研究的主要内容 (6)第二章 语音识别理论 (7)2.1 语音信号时域处理 (7)2.2 语音信号频谱分析 (10)2.3 语音信号参数提取 (12)2.4 语音识别算法 (15)第三章 ZIGBEE无线传输技术 (18)3.1 无线通信技术 (18)3.2 Z IG B EE技术 (20)3.3 Z IG B EE协议栈 (20)3.4 Z IG B EE网络拓扑结构 (22)第四章 控制系统的硬件设计 (24)4.1 系统总体结构 (24)4.2 DSP语音识别模块 (25)4.3 Z IG B EE无线传输模块 (30)第五章 控制系统的软件设计 (35)5.1 DSP应用程序及优化 (35)5.2 Z IG B EE传输协议实现 (39)第六章 系统测试及分析 (46)6.1 语音识别及实时性测试 (46)6.2 Z IG B EE模块配置演示和性能测试 (48)第七章 结论 (54)7.1 工作总结 (54)7.2 需进一步开展的工作 (54)参考文献 (55)摘 要 (I)ABSTRACT (III)致 谢 (V)硕士期间发表的论文 (VI)第一章绪论智能设备或智能仪器是以处理器为主体，将计算机技术与测量控制技术及软件结合在一起，组成的“智能化测量控制系统”。
dsp语音通信系统课程设计
dsp语音通信系统课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握DSP语音通信系统的基本原理、设计与应用。
具体包括以下三个方面的目标：1.知识目标：•掌握DSP芯片的基本结构与工作原理；•了解数字信号处理的基本算法与实现；•学习语音信号的采集、处理与传输技术；•熟悉通信系统的调制、解调与编码技术。
2.技能目标：•能够使用DSP芯片进行语音信号处理的设计与实现；•具备分析、解决通信系统中实际问题的能力；•熟练使用相关软件工具进行电路设计与仿真；•掌握实验室设备的操作与维护。
3.情感态度价值观目标：•培养学生的创新意识与团队合作精神；•增强学生对通信行业的兴趣与责任感；•提高学生对国家发展战略的认识，树立正确的价值观。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.DSP芯片的基本结构与工作原理：介绍DSP芯片的内部结构、工作模式、指令系统等，使学生了解DSP芯片的基本功能与特点。
2.数字信号处理的基本算法与实现：讲解数字滤波器、快速傅里叶变换（FFT）、语音增强等常用算法，并介绍其在DSP芯片上的实现方法。
3.语音信号的采集、处理与传输技术：学习语音信号的采样、量化、编码、解码等过程，掌握语音信号的处理方法及其在通信系统中的应用。
4.通信系统的调制、解调与编码技术：了解通信系统的基本原理，学习模拟调制、数字调制、信道编码、误码纠正等技术，并分析其在实际通信系统中的应用。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：教师讲解基本概念、原理和算法，引导学生掌握知识点；2.讨论法：学生针对实际问题进行讨论，培养学生的分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：分析典型通信系统的设计与实现，让学生了解通信技术的应用；4.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作，提高实际技能。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：《DSP语音通信系统设计与应用》；2.参考书：国内外相关学术论文、技术手册；3.多媒体资料：教学PPT、视频教程；4.实验设备：DSP开发板、通信实验装置。
基于DSP的语音处理课程设计
基于DSP的语音处理课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握数字信号处理器（DSP）在语音处理领域的基本原理和应用方法。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：了解DSP的基本结构和原理，掌握DSP的编程方法和语音信号处理的基本算法。
2.技能目标：能够使用DSP处理器进行语音信号处理程序的编写和调试，具备分析和解决实际问题的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对语音处理技术的兴趣，增强学生对DSP应用领域的认识，提高学生运用科学知识服务社会的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.DSP基本原理：DSP的硬件结构、工作原理和编程环境。
2.语音信号处理基础：语音信号的采样、量化、编码和压缩技术。
3.DSP语音处理算法：语音增强、语音识别、语音合成等算法的原理和实现。
4.实际应用案例：DSP在语音通信、语音控制等领域的应用实例。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，将采用以下几种教学方法：1.讲授法：用于讲解DSP的基本原理和语音信号处理的基础知识。
2.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生更好地理解DSP在语音处理领域的应用。
3.实验法：让学生亲自动手进行DSP语音处理程序的编写和调试，提高学生的实际操作能力。
4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。
四、教学资源为了保证本课程的顺利进行，将准备以下教学资源：1.教材：选用《数字信号处理器原理与应用》作为主讲教材。
2.参考书：提供《数字信号处理》、《语音信号处理》等参考书籍，供学生深入研究。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等多媒体资料，丰富教学手段。
4.实验设备：准备DSP开发板和相关的实验器材，为学生提供动手实践的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置语音处理相关的编程练习和算法设计作业，评估学生的理解和应用能力。
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基于DSP的激光无线语音通信系统设计
【摘要】无线通信有射频通信、红外通信等，但是射频通信受无线频段影响，红外光会对人眼产生影响，而且要受到功率限制。
本文采用激光通信技术，利用直接调制方式，完成激光无线语音通信系统的设计，系统语音信号的差分编码通过数字信号处理芯片DSP2407实现，且可根据需要更换编码方法。
此系统设计简单、功耗低、成本低廉、体积小，经过试验表明，该系统可以灵活地应用到各个场合。
【关键词】直接调制；语音通信；差分编码；DSP2407
引言
激光通信因其安全保密性好、造价低、架设迅速及信息容量大等优点应用广泛，除可应用于普通场合还可以用于一些不利于红外、有线以及普通无线电波通信的特殊场合，特别是可以用于光纤通信的故障临时替代方式及快速搭建高性能的信息传输通路，如在战场、灾区迅速搭建通信平台，发挥远距离通信作用等等[1]。
在激光通信过程中，常常需要与其他通信设备进行通信，但是为实现激光无线通信，要考虑到大气损耗、发射源移动、空气散射、环境干扰等不利因素，为了尽量消除这些不利因素，本文设计出一种基于DSP的基于激光无线语音通信系统，该系统采用调制和解调过程直接调制方式，利用1550nm半导体激光器实现激光无线语音通信系统，并通过数字信号处理芯片DSP2407实现了语音信号的差分编码。
该设备发出的调制激光信号可在自由空间传输，克服了在天气恶劣情况下无法通信的缺陷，而且该设备信号传输容量大，能灵活地适应各种场合。
1.系统方案设计
激光通信系统主要由激光发射机、激光接收机和光学望远镜三部分组成。
将欲发送的语音信号调制到激光光束上，之后通过光学发射机将载有语音信号的光束发出去，通过光学接收机接收并检测出该信号。
因此，激光无线语音通信系统主要由话筒、音箱、信道（差错控制）编解码、电光调制、光电解调、光学天线和大气信道组成。
发射端信道编码器对话筒送来到的语音信号进行采样、量化、差分编码，语音编码信号经过D/A转换后，利用半导体激光器实现电光调制，将电信号变换为光信号，携带语音信息的光信号通过光束扩展器从发射机发出。
接收端光电探测器接收发射机发出的载波激光束，解调器将此光信号解调为电信号，解码器对电信号进行解码和D/A转换后，通过音箱播放语音信号。
2.硬件电路设计
2.1 激光发射机设计
激光发射机实现将语音信号通过处理加载到光信号上以光形式发送。
该部分主要由半导体激光器、调制器、编码器、话筒和光束扩展器组成，如图2所示。
编码器用于在待发送信息中添加冗余度，从而具有检查错误码元或纠正错误码元的能力，降低信道传输的误码率[2]。
调制器是使经信道编码后的数据加载到激光上，便于在信道中传输，调制方式选取直接调制法，采用电光调制。
话筒的模拟语音信号以电压形式输出，通过此电路变成电流形式，用电流来控制半导体激光器的光强。
系统中发射端电压-电流（V-I）转换电路如图3所示。
2.2 接收机设计
接收机的功能是在失真及噪声最小的情况下恢复光载波携带的信息，由聚焦透镜、光电探测器、解调器、解码器和音箱组成，如图4所示。
聚焦透镜装在光强与其反相电流成正比的光敏电阻前，有利于接收窄细的激光束，然后采用I-V 转换电路进一步把电流信号转换成电压信号，电路如图5所示。
解码器对电信号进行解码和D/A转换后，通过音箱播放语音信号。
2.3 DSP系统设计
DSP采用DSP2407，它的工作主频为40MHz，芯片内置2.5k字SRAM，32k 字FLASH，可以进行电平转换、隔离和总线仲裁等先进技术，所以使用极为方便灵活、简洁、并且运行极其稳定。
信号抗混叠滤波后经A/D采集后送入DSP2407中处理，处理后经D/A变换后经平滑滤波输出。
信道编码是按照约定的规则在待传输信息码中添加额外的码元，以降低传输中的误码率。
对于不同的信道，设计不同类型的信道编码，可以提高编码效率或已编码信号的检错或纠错能力，从而改善通信系统的传输质量。
3.软件设计
4.试验结果及结论
采用计算机一台、DSP实验板及仿真器一套、示波器一台、麦克一个、音箱一组，对系统做实验结果测试。
用数字示波器观测到的调制试验结果如图8所示。
实验表明，该系统设计完成正确。
本文基于直接调制方式，实现了激光无线语音通信系统。
激光通信方式以高度的保密性、抗干扰性及灵活的接入方式受到关注。
直接调制费用低，实现相对简单，以激光束的亮暗变化观察调制结果，通俗直观；本系统还能根据需要更换其他编码方法与通信协议，适合场合灵活，有很好的应用价值。
参考文献
[1]孔令斌，杨勇，高明甫.基于直接调制的激光无线通信演示实验[J].电子技
术，2010，3.
[2]霍畅.基于声光调制的无线通讯应用技术研究[D].重庆大学，2012.
[3]毕博瑞，陈胜石，侯风乾，等.一种数话同传的激光通信系统的实现[J].应用光学，2011，32（6）：1291-1294.
[4]Ning-Qin D，Bao-Sheng Z，Li-Zhi S，et al.A space audio cummunication system based on X-ray[J].2013.。