【正文】 ()。iLENGTH_IN。 // clear output buffer (optional) for (i=0。 i++) dbuffer_h[i] = 0。 //決定是否產(chǎn)生回波是否使用回波抵消 s16 i。 s16 m。dbuffer_w[0]。 void initarray(DATA x[])。遠(yuǎn)端信號通過自適應(yīng)濾波器產(chǎn)生回聲預(yù)測信號y(n)。 （三） 、 關(guān)于 LMS 算法 本實(shí)驗(yàn)采用 LMS 算法，即最小均方誤差算法設(shè)計(jì)的自適應(yīng)濾波器進(jìn)行未知系統(tǒng)識別，以將回聲信號濾除。 聲學(xué)回聲消除的功能原理框圖如圖 1所示： DSP 課程設(shè)計(jì) 5 圖 1 回聲消除器原理框圖 回聲消除的基本原理是采用一個(gè)自適應(yīng)濾渡器自動(dòng)識別回聲通道，通過自適應(yīng)濾波算法的調(diào)整，使其沖激響應(yīng)與實(shí)際回聲路徑逼近，從而得到回聲預(yù)測信號 y(n)，再將預(yù)測信號從近端采樣的語音信號d(n)中減去，即可實(shí)現(xiàn)回聲消除。 四、設(shè)計(jì)方案、算法原理說明 (一 )、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?： 掌握 CCS 環(huán)境的使用 掌握 TMS320C5402DSP 芯片的基本知識 掌握基于 CCS 編程設(shè)計(jì)的方法 （ 1）對 DMA進(jìn)行初始化； （ 2）對 A/D、 D/A進(jìn)行初始化； （ 3）編寫 DMA通道傳輸程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和實(shí)時(shí)地輸出； （ 4）設(shè)計(jì)自適應(yīng)濾波算法，或調(diào)用 DSPLIB中的自適應(yīng)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)信號的自適應(yīng)濾波。接著，對輸入的語音信號產(chǎn)生對應(yīng)的回波，使說話者能聽到自己的說話聲的同時(shí)，還可以聽到多重回聲。 DSP 利用直接存儲(chǔ)器訪問方式 DMA 采集數(shù)據(jù)時(shí)不打擾 CPU，因此 CPU 可以對信號進(jìn)行實(shí)時(shí)地濾波。 在ＩＰ電話系統(tǒng) 中，自適應(yīng)回聲消除器成為不可缺 少的設(shè)備。進(jìn)入 90 年代之后，通過互聯(lián)網(wǎng)撥打長途電話，即 IP 電話開始流行。 由簡單的回聲抑制器發(fā)展到自適應(yīng)回聲消除器，國際電聯(lián)（ ITU）也相應(yīng)地制訂了回聲消除器的國際標(biāo)準(zhǔn)，例如 G． 16G． 165 、 G． 167 等等。 IP 電話以數(shù)據(jù)包的格式在因特網(wǎng)中與其他數(shù)據(jù)信息按 TCP/IP 協(xié)議一起傳輸，從發(fā)話端到收話端延時(shí)較長，并且是不確定的， IP 電話系統(tǒng)的回聲源復(fù)雜，回聲路徑的延時(shí)和抖動(dòng)都相當(dāng)大，這里的延遲包括算法延遲（ ~30ms），處理延遲 (≈30ms)，網(wǎng)絡(luò)延遲 (70~100ms)等，總延遲在 100ms 以上，而人耳對大于 50ms 的回聲就能鑒別出來，因此回聲消除成了 IP 電話系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵問題。利用 DSP 可以實(shí)時(shí)地對信號進(jìn)行自適應(yīng)濾波。此時(shí)，說話者應(yīng)只聽到自己同步的語音。 本實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容就是通過將過去的信號衰減加到現(xiàn)在的信號上，以產(chǎn)生回波，然后通過采用 LMS 算法設(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)濾波器，DSP 課程設(shè)計(jì) 4 將回波濾去，比較濾波前和濾波后信號的差異來衡量自適應(yīng)濾波器的性能。涉及 5402 DSP 多通道緩沖串行口 mcbsp 和tlc320ad50 CODEC 編譯碼器的 C 語言編程方法 (二 )、實(shí)驗(yàn)原理 源自接收器 (耳機(jī) )的聲波，通過位于聲音路徑上的固體物體反射進(jìn)入手機(jī)的麥克風(fēng) (話筒 )中，或揚(yáng)聲器電話中，這就形成了聲學(xué)回聲。例如廣泛應(yīng)用的 LMS自適應(yīng)算法。 遠(yuǎn)端的信號通過回聲通道產(chǎn)生回聲信號 d(n)，該信號一般為遠(yuǎn)端信號的衰減和延遲。 //延遲 void update(DATA x[],DATA dk)。 //緩沖區(qū) /*****************************************************************************/ /* MAIN*/ /*****************************************************************************/ DATA *dp_w = amp。 void main() { s16 j。//ek DSP 課程設(shè)計(jì) 8 s16 mode=2。 iLENGTH_IN。i++) out_h[i] =0。 // clear coeff buffer (optional) for (i=0。 /* brd_delay_msec(1000)。 */ delay()。 } /* Open Handset Codec */ hHandset = codec_open(HANDSET_CODEC)。 /* 0dB gain on analog input to ADC */ codec_aout_gain(hHandset, CODEC_AOUT_MINUS_12dB)。 //初始化所有數(shù)組 i=0。 dk = *(volatile u16*)DRR1_ADDR(HANDSET_CODEC)。 } else if(mode==1) { fir(x,coff_h,out_h,amp。 if(m==5000) m=0。 yk=dk+out_delay。 if(i==5000) i=0。i++。 dlms(y,coff_w,out_w,amp。 } } } void delay(void) { long int j。 } void update(DATA x[],DATA dk) { s16 j,k。 x[k]=x[k1]。iLENGTH_IN。 mode=0時(shí)為全通，即不做任何處理直接輸出； mode=1時(shí)信號通過 FIR濾波器后產(chǎn)生回聲，為使現(xiàn)象更明顯可以附加一個(gè)延遲； mode=2時(shí)用自適應(yīng)濾波器逼近 FIR濾 波器以使之輸出近似的信號，用信號通過兩個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的信號之差 (即剩余回聲 )來調(diào)整自適應(yīng)濾波器的系數(shù)，使剩余回聲逐漸收斂于 0。 回波產(chǎn)生程序如下： while (!MCBSP_RRDY(HANDSET_CODEC)) {}。 *(volatile u16*)DXR1_ADDR(HANDSET_CODEC) = dk+bf[i+1]/2。 噪聲特別大， 甚至 根本沒法聽清自己的聲音 。 既然， 因?yàn)樽约壕幍?LMS 算法不能很好的抵消回波 ， 所以我們對于我們所編寫的程序進(jìn)行了一定地改進(jìn)。否則編譯無法通過。 為了降低計(jì)算開銷，輸入緩沖數(shù)組長度應(yīng)該盡量小，取長度為DSP 課程設(shè)計(jì) 15 LENGTH_IN=5。jLENGTH_IN。 // 當(dāng)前采樣值存入最低位 } 用 MATLAB模擬設(shè)計(jì)回聲通道，即用 MATLAB產(chǎn)生一 FIR低通濾波 器 。 設(shè)計(jì) FIR 低通濾波 器 如下圖所示 ： DSP 課程設(shè)計(jì) 16 由于 程序中使用 dsplib 庫函數(shù) dlms()和 fir()時(shí)要分配參數(shù)的地址，因此要手動(dòng)修改 CMD 文件。同時(shí)修 改 文件。 //自適應(yīng)濾波器輸出 DATA e[LENGTH_IN]。 //該數(shù)組存放 FIR上一時(shí)刻的輸出 pragma DATA_SECTION(dbuffer_w,.dbufferw) //將數(shù)組指定到內(nèi)存段 .dbufferw DATA dbuffer_w[LENGTH_IN]?？梢杂?CCS 中的 VIEW/GRAPH 功能、 MATLAB 觀察逼近后自適應(yīng)濾波器的沖擊響應(yīng)。況且，即便將知識背下來，也不知道應(yīng)該在何處使用，總有一種無用武之地，理論聯(lián)系不上實(shí)際的挫敗感。雖然我們學(xué)習(xí)過 C 語言的編程，但一旦將它應(yīng)用到實(shí) 際的比較專業(yè)的問題上，我所學(xué)的知識就變得完全不夠用了。由于對于自適應(yīng)濾波器的陌生，在最開始我們是用自己編寫的程序時(shí)，出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)效果不理想的情況。 編寫完程序之后，還有更重要的部分需要進(jìn)行，那就是對程序進(jìn)行調(diào)試。這時(shí)，我們可以通過調(diào)節(jié)延時(shí)程序，進(jìn)而改變回波產(chǎn)生的效果（即回波間隔時(shí)間），實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較為明顯。 通過這一次實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，使我們大大的提高了動(dòng)手能力。 最后，我們要感謝高老師對我們細(xì)心的指導(dǎo)及幫助，很多問題經(jīng)過老師的講解后讓我們有了更深刻地認(rèn)識，相信在以后的學(xué)習(xí)中通過交流探討，可以從老師身上收獲更多的知識和能力！ DSP 課程設(shè)計(jì) 25 九、 參考文獻(xiàn) 陳后金，薛健，胡健 .數(shù)字信號處理 .北京：高等教育出版社， 2021 冬雷 .原理及開發(fā)技術(shù) .北京：清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出版社， 2021