【正文】 的研究領(lǐng)域，已經(jīng)有很長的研究歷史。但是它的快速發(fā)展可以說是從1940年前后Dudley的聲碼器和Potter等人的可見語音開始的；20世紀(jì)60年代中期形成的一系列數(shù)字信號(hào)處理的理念和技術(shù)基礎(chǔ)；到了80年代，由于矢量量化、隱馬爾可夫模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相繼被應(yīng)用于語音信號(hào)處理，并經(jīng)過不斷改進(jìn)與完善，使得語音信號(hào)處理技術(shù)產(chǎn)生了突破性的進(jìn)展。一方面，對(duì)聲學(xué)語音學(xué)統(tǒng)計(jì)模型的研究逐漸深入，魯棒的語音識(shí)別、基于語音段的建模方法及隱馬爾可夫模型與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合成為研究的熱點(diǎn)。另一方面，為了語音識(shí)別實(shí)用化的需要，講者自適應(yīng)、聽覺模型、快速搜索識(shí)別算法以及進(jìn)一步的語言模型的研究等課題倍受關(guān)注。在通信越來越發(fā)達(dá)的當(dāng)今世界，尤其最近幾十年，語音壓縮編碼技術(shù)在移動(dòng) 通信、IP電話通信、保密通信、衛(wèi)星通信以及語音存儲(chǔ)等很多方面得到了廣泛的應(yīng)用。因此，語音編碼一直是通信和信號(hào)處理的研究熱點(diǎn)，并其取得了驚人的進(jìn)展，目前在PC機(jī)上的語音編碼已經(jīng)趨于成熟，而如何在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)語音壓縮編碼則是近些年來語音信號(hào)處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)在實(shí)際生活中，當(dāng)聲源遇到物體時(shí)會(huì)發(fā)生反射，反射的聲波和聲源聲波一起傳輸，聽者會(huì)發(fā)現(xiàn)反射聲波部分比聲源聲波慢一些，類似人們面對(duì)山體高聲呼喊后可以在過一會(huì)兒聽到回聲的現(xiàn)象。聲音遇到較遠(yuǎn)物體產(chǎn)生的反射會(huì)比遇到較近的反射波晚些到達(dá)聲源位置，所以回聲和原聲的延遲隨反射物體的距離大小改變。同時(shí)，反射聲音的物體對(duì)聲波的反射能力，決定了聽到的回聲的強(qiáng)弱和質(zhì)量。另外，生活中的回聲的成分比較復(fù)雜，有反射、漫反射、折射，還有回聲的多次反射、折射效果。當(dāng)已知一個(gè)數(shù)字音源后，可以利用計(jì)算機(jī)的處理能力，用數(shù)字的方式通過計(jì)算模擬回聲效應(yīng)。簡單的講，可以在原聲音流中疊加延遲一段時(shí)間后的聲流，實(shí)現(xiàn)回聲效果。當(dāng)然通過復(fù)雜運(yùn)算，可以計(jì)算各種效應(yīng)的混響效果。如此產(chǎn)生的回聲，我們稱之為數(shù)字回聲。本次實(shí)驗(yàn)的程序流程圖如下： 程序流程圖本次實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)框圖如下： 系統(tǒng)框圖3硬件設(shè)計(jì) 硬件結(jié)構(gòu), 系統(tǒng)主要包括VC5509和A IC23 兩個(gè)模塊。利用VC5509 的片上外設(shè)I2C(InterIntegrated Circuit, 內(nèi)部集成電路)模塊配置AIC23 的內(nèi)部寄存器。通過VC5509 的McBSP(Multi channel Buffered Serial Ports, 多通道緩存串口)接收和發(fā)送采樣的音頻數(shù)據(jù)?？刂仆ǖ乐辉谂渲肁IC23 的內(nèi)部寄存器時(shí)工作, 而當(dāng)傳輸音頻數(shù)據(jù)時(shí)則處于閑置狀態(tài)。AIC23通過麥克風(fēng)輸入或者立體聲音頻輸入采集模擬信號(hào), 并把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào), 存儲(chǔ)到DSP的內(nèi)部RAM中,以便DSP處理。當(dāng)DSP完成對(duì)音頻數(shù)據(jù)的處理以后, AIC23再把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào), 這樣就能夠在立體聲輸出端或者耳機(jī)輸出端聽到聲音。AIC23能夠?qū)崿F(xiàn)與VC5509 DSP的McBSP端口的無縫連接, 使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡單。接口的原理框圖, 如下圖所示。 AIC23與VC5509接口原理圖系統(tǒng)中A IC23的主時(shí)鐘12 MHz直接由外部的晶振提供。MODE接數(shù)字地, 表示利用I2 C控制接口對(duì)AIC23傳輸控制數(shù)據(jù)。CS接數(shù)字地, 定義了I2 C總線上AIC23的外設(shè)地址, 通過將CS接到高電平或低電平, 可以選擇A IC23作為從設(shè)備在I2 C總線上的地址。SCLK和SDIN是AIC23控制端口的移位時(shí)鐘和數(shù)據(jù)輸入端,分別與VC5509的I2C模塊端口SCL和SDA相連。收發(fā)時(shí)鐘信號(hào)CLKX1和CLKR1由A IC23的串行數(shù)據(jù)輸入時(shí)鐘BCLK提供, 并由A IC23的幀同步信號(hào)LRCIN、LRCOUT啟動(dòng)串口數(shù)據(jù)傳輸。DX1和DR1分別與A IC23 的D IN 和DOUT 相連, 從而完成VC5509與AIC23間的數(shù)字信號(hào)通信。 硬件電路設(shè)計(jì) 總輸入電路 總輸入電路從左到右各部分電路為：話筒，開關(guān)，語音輸入電路，UA741高增益放大電路，有源二階帶 通濾波器。 總輸出電路 總輸出電路從左到右各部分電路為：LM386高頻功率放大器及其外圍器件連接電路，語音輸出電路，開關(guān)，揚(yáng)聲器。 語音輸入電路 語音輸出電路 語音輸出電路語音信號(hào)通道包括模擬輸入和模擬輸出兩個(gè)部分。模擬信號(hào)的輸入輸出電路如圖所示。上圖中MICBIAS 為提供的麥克風(fēng)偏壓，通常是3/4 AVDD，MICIN為麥克風(fēng)輸入，可以根據(jù)需要調(diào)整輸入增益。下圖中LLINEOUT 為左聲道輸出，RLINEOUT為右聲道輸出。用戶可以根據(jù)電阻阻值調(diào)節(jié)增益的大小，使語音輸入輸出達(dá)到最佳效果。從而實(shí)現(xiàn)良好的模擬語音信號(hào)輸入與模擬信號(hào)的輸出。4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 實(shí)驗(yàn)結(jié)果按“F5”鍵運(yùn)行，注意觀察窗口中的bEcho=0，表示數(shù)字回聲功能沒有激活。這時(shí)從耳機(jī)中能聽到麥克風(fēng)中的輸入語音放送。將觀察窗口中bEcho的取值改成非0值。這時(shí)可從耳機(jī)中聽到帶數(shù)字回聲道語音放送。分別調(diào)整uDelay和uEffect的取值，使他們保持在01023范圍內(nèi)，同時(shí)聽聽耳機(jī)中的輸出有何變化。當(dāng)uDelay和uEffect的數(shù)值增大時(shí)，數(shù)字回聲的效果就會(huì)越加的明顯。 修改前程序圖 修改前程序圖 頻譜分析 左聲道及右聲道波形 實(shí)驗(yàn)分析所以，從本實(shí)驗(yàn)可知當(dāng)已知一個(gè)數(shù)字音源后，可以利用計(jì)算機(jī)的處理能力，用數(shù)字的方式通過計(jì)算模擬回聲效應(yīng)。簡單的講，可以在原聲音流中疊加延遲一段時(shí)間后的聲流，實(shí)現(xiàn)回聲效果。當(dāng)然通過復(fù)雜運(yùn)算，可以計(jì)算各種效應(yīng)的混響效果。聲音放送可以加入數(shù)字回聲，數(shù)字回聲的強(qiáng)弱和與原聲的延遲均可在程序中設(shè)定和調(diào)整。5 總結(jié)與心得體會(huì)通過本次課程設(shè)計(jì)，我明白了細(xì)節(jié)決定成敗這句話的道理，在實(shí)驗(yàn)中，有很多注意的地方，都被忽視了，導(dǎo)致再花費(fèi)更多的時(shí)間去修改，這嚴(yán)重影響了試驗(yàn)的進(jìn)度。同時(shí)，在本次實(shí)驗(yàn)中我了解了ICETEK – VC5509 – A板上語音codec芯片TLV320AIC23的設(shè)計(jì)和程序控制原理，并進(jìn)一步掌握了數(shù)字回聲產(chǎn)生原理、編程及其參數(shù)選擇、控制，以及了解了VC5509DSP擴(kuò)展存儲(chǔ)器的編程使用方法。這一學(xué)期的理論知識(shí)學(xué)習(xí)加上這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)DSP有了更加深刻的了解，對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理功能，軟硬件相結(jié)合，語音信號(hào)的采集與放送等等方面都有了很深的了解，相信本次課程設(shè)計(jì)，無論是對(duì)我以后的學(xué)習(xí)，還是工作等方面都有一個(gè)很大的幫助。因此，本次課程設(shè)計(jì)讓我受益匪淺。參考文獻(xiàn)[1][M].北京:中國水利水電出版社,2004.[2]王安民,陳明欣,[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007 [3]彭啟琮,[M].成都:電子科技大學(xué)出版社,1997 [4]李宏偉,[J].解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào),2001(1):41~44 [5][M].梁曉雯,裴小平,李玉虎,:清華大學(xué)出版社,2006 [6][M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003比較圖4和圖5,可以看到1200Hz以上的頻譜明顯得到了抑制。[7]江濤,[J].電子技術(shù)用,2002,28(7):70~72[8]TexasInstrumentsIncorporated:TMS320VC5402Datasheet,2001致謝在本次課程設(shè)計(jì)的即將完成之際，筆者的心情無法平靜，本文的完成既是筆者孜孜不倦努力的結(jié)果，更是指導(dǎo)老師樊洪斌老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)的結(jié)果。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)的選題、研究和撰寫過程中，老師都給了我精心的指導(dǎo)、熱忱的鼓勵(lì)和支持，他的精心點(diǎn)撥為我開拓了研究視野，修正了寫作思路，對(duì)課程設(shè)計(jì)的完善和質(zhì)量的提高起到了關(guān)鍵性的作用。另外，導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、一絲不茍的工作作風(fēng)和高尚的人格魅力，都給了學(xué)生很大感觸，使學(xué)生終生受益。在此，學(xué)生謹(jǐn)向老師致以最真摯的感激和最崇高的敬佩之情。另外，還要感謝這段時(shí)間來陪我一起努力同學(xué)，感謝我們這個(gè)小團(tuán)隊(duì)，感謝每一個(gè)在學(xué)習(xí)和生活中所有給予我關(guān)心、支持和幫助的老師和同學(xué)們，幾年來我們一起學(xué)習(xí)、一起玩耍，共同度過了太多的美好時(shí)光。我們始終是一個(gè)團(tuán)結(jié)、友愛、積極向上的集體。第五篇：數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告南京郵電大學(xué)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)名稱_____熟悉MATLAB環(huán)境 ___ 快速傅里葉變換及其應(yīng)用 ____IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)_ FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)課程名稱 數(shù)字信號(hào)處理A班級(jí)學(xué)號(hào)_______09002111___________ 姓 名 王都超開課時(shí)間 2011/2012學(xué)年，第 二 學(xué)期實(shí)驗(yàn)一熟悉MATLAB環(huán)境一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉MATLAB的主要操作命令。（2）學(xué)會(huì)簡單的矩陣輸入和數(shù)據(jù)讀寫。（3）掌握簡單的繪圖命令。（4）用MATLAB編程并學(xué)會(huì)創(chuàng)建函數(shù)。（5）觀察離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)數(shù)組的加、減、乘、除和乘方運(yùn)算。輸入A=[1 2 3 4]，B=[3,4,5,6]，求C=A+B，D=AB，E=A.*B,F=A./B,G=A.^B。并用stem語句畫出A、B、C、D、E、F、G。D =2 E =F = G =2434096(2)用MATLAB實(shí)現(xiàn)下列序列： a)x(n)= 0163。n163。15n=0:1:15。x1=.^n。a=(+3*i)*n。stem(x1)b)x(n)=e(+3j)n 0163。n163。15n=0:1:15。x2=exp(a)。a=(+3*i)*n。stem(x2)c)x(n)=3cos(+)+2sin(+)0163。n163。15(4)繪出下列時(shí)間函數(shù)的圖形，對(duì)x軸、y軸以及圖形上方均須加上適當(dāng)?shù)臉?biāo)注： a)x(t)=sin(2pt)0163。t163。10sb)x(t)=cos(100pt)sin(pt)0163。t163。4s t=0::4。x=cos(100*pi*t).*sin(pi*t)。plot(t,x, 39。r39。)。xlabel(39。t39。),ylabel(39。x(t)39。),title(39。cos39。)(6)給定一因果系統(tǒng)H(z)=(1+頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)。2z1+z2)/(+)，求出并繪制H(z)的幅(7)計(jì)算序列{821 2 3}和序列{2 313}的離散卷積，并作圖表示卷積結(jié)果。(8)求以下差分方程所描述系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)h(n), 0163。n50y(n)+(n1)(n2)=x(n)2x(n1)實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果（含實(shí)驗(yàn)程序、運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)果和圖形）； clear all。N=50。a=[12]。b=[1 ]。x1=[1 zeros(1,N1)]。n=0:1:N1。h=filter(a,b,x1)。stem(n,h)axis([1 ])實(shí)驗(yàn)二快速傅里葉變換及其應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過本實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)FFT的理解，熟悉MATLAB中的有關(guān)函數(shù)。(2)應(yīng)用FFT對(duì)典型信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。(3)了解應(yīng)用FFT進(jìn)行信號(hào)頻譜分析過程中可能出現(xiàn)的問題，以便在實(shí)際中正確應(yīng)用FFT。(4)應(yīng)用FFT實(shí)現(xiàn)序列的線性卷積和相關(guān)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)中用到的信號(hào)序列 a)高斯序列236。(np)q239。xa(n)=237。e239。0238。20163。n163。15 其他b)衰減正弦序列236。eansin(2pfn)xb(n)=237。0238。0163。n163。15其他c)三角波序列 236。n239。xc(n)=237。8n239。0238。0163。n163。34163。n163。7 其他d)反三角波序列236。4n239。xd(n)=237。n4239。0238。0163。n163。34163。n163。7 其他(1)觀察高斯序列的時(shí)域和幅頻特性，固定信號(hào)xa(n)中參數(shù)p=8，改變q的值，使q分別等于2，4，8，觀察它們的時(shí)域和幅頻特性，了解當(dāng)q取不同值時(shí)，對(duì)信號(hào)序列的時(shí)域幅頻特性的影響；固定q=8，改變p，使p分別等于8，13，14，觀察參數(shù)p變化對(duì)信號(hào)序列的時(shí)域及幅頻特性的影響，觀察p等于多少時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的泄漏現(xiàn)象，混疊是否也隨之出現(xiàn)？記錄實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，繪出相應(yīng)的時(shí)域序列和幅頻特性曲線。(3)觀察三角波和反三角波序列的時(shí)域和幅頻特性，用N=8點(diǎn)FFT分析信號(hào)序列xc(n)和觀察兩者的序列形狀和頻譜曲線有什么異同？繪出兩序列及其幅頻特性xd(n)的幅頻特性，曲線。在xc(n)和xd(n)末尾補(bǔ)零，用N=32點(diǎn)FFT分析這兩個(gè)信號(hào)的幅頻特性，觀察幅頻特性發(fā)生了什么變化？兩種情況的FFT頻譜還有相同之處嗎？這些變化說明了什么？(5)用FFT分別實(shí)現(xiàn)xa(n)（p＝8，q＝2）和xb(n)（a＝，f＝）的16點(diǎn)循環(huán)卷積和線性卷積。n=0:15。p=8。q=2。xa=exp((np).^2/q)。subplot(2,3,1)。stem(n,xa,39。.39。)。title(39。xa波形39。)。Xa=fft(xa,16)。subplot(2,3,4)。stem(abs(Xa),39。.39。)。title(39。Xa(k)=FFT[xa(n)]的波形 39。)。A=1。f=。a=。xb=exp(a*n).*sin(2*pi*f*n)。subplot(2,3,2)。stem(n,xb,39。.39。)。title(39。xb波形39。)。Xb=fft(xb,16)。subplot(2,3,5)。stem(abs(Xb),39。.39。)。title(39。Xb(k)=FFT[xb(n)]的波形 39。)。實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果（含實(shí)驗(yàn)程序、運(yùn)行的數(shù)據(jù)結(jié)果和圖形）；實(shí)驗(yàn)三 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握雙線性變換法及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的具體設(shè)計(jì)方法及其原理，熟悉用雙線性變換法及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)低通、高通和帶通IIR數(shù)字濾波器的計(jì)算機(jī)編程。(2)觀察雙線性變換及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)的濾波器的頻域特性，了解雙線性變換法及脈沖響應(yīng)不變法的特點(diǎn)。(3)熟悉巴特沃思濾波器、切比雪夫?yàn)V波器和橢圓濾波器的頻率特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）P162 設(shè)采樣周期T=250ms(采樣頻率fs=4kHz)，分別用脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)三階巴特沃思低通濾波器，其3dB邊界頻率為fc=1kHz。脈沖響應(yīng)不變法： fc=1000。fs=4000。OmegaC=2*pi*fc。[B,A]=butter(3, OmegaC,39。s39。)。[num1,den1]=impinvar(B,A,fs)。[h1,w]=freqz(num1,den1)。