【正文】 SP1通道的接收寄存器DRR11（41H）為DMA傳送數(shù)據(jù)的首地址，并選擇DMA源地址工作在不調(diào)整方式，選擇MCBSP1接收事件為DMA同步事件，以實(shí)現(xiàn)DMA和MCBSP的結(jié)合。此外，DMA的6個(gè)通道還受通道優(yōu)先級(jí)和使能控制寄存器DMPREC控制。CTMOD位設(shè)置發(fā)送計(jì)數(shù)模式控制，CTMOD位為0時(shí)，DMA工作在多楨模式，CTMOD位為1時(shí)，DMA工作在自動(dòng)緩沖ABU模式。發(fā)送模式控制寄存器DMMCR規(guī)定DMA通道的傳輸模式，當(dāng)DMA工作在自動(dòng)初始化模式時(shí)，CPU在一個(gè)DMA事件完成后自動(dòng)裝載下一個(gè)DMA初始化設(shè)置并繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。單元計(jì)數(shù)寄存器DMCTR規(guī)定DMA傳送數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)為DMCTR寄存器的值加1。C5402有6個(gè)可獨(dú)立編程的DMA通道，每個(gè)DMA通道受各自的5個(gè)16位寄存器控制：源地址寄存器DMSRC、目的地址寄存器DMDST、單元計(jì)數(shù)寄存器DMCTR、同步事件和計(jì)數(shù)寄存器DMSFC、發(fā)送模式控制寄存器DMMCR。模擬輸入信號(hào)通過(guò)DSK的MIC端口輸入，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，然后到達(dá)DSP的DMA通道2，DSP接收到信號(hào)后，調(diào)用中斷服務(wù)程序進(jìn)行濾波，濾波后的信號(hào)可以在CCS上顯示，也可以通過(guò)DMA通道3將信號(hào)輸出到D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后從SPEAKER端口輸出。這就是我們的設(shè)計(jì)思路。編寫(xiě)濾波算法程序，或調(diào)用DSPLIB中的濾波函數(shù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。目前，語(yǔ)音增強(qiáng)已在語(yǔ)音處理系統(tǒng)、通信技術(shù)、多媒體技術(shù)、數(shù)字化家電等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在上述情況下，必須加入語(yǔ)音增強(qiáng)系統(tǒng)，或者抑制背景噪聲，以提高語(yǔ)音通信質(zhì)量， 或者作為預(yù)處理器，以提高語(yǔ)音處理系統(tǒng)的抗干擾能力，維持系統(tǒng)性能。例如，語(yǔ)音識(shí)別已取得重大進(jìn)展，正步入使用階段。例如，汽車(chē)、街道、機(jī)場(chǎng)中的電話，常受到強(qiáng)背景噪聲的干擾，嚴(yán)重影響通話質(zhì)量。然而，人們?cè)谡Z(yǔ)音通信過(guò)程中不可避免地會(huì)受到來(lái)自周?chē)h(huán)境和傳輸媒介引入的噪聲、通信設(shè)備內(nèi)部電噪聲、乃至其他講話者的干擾。通信或信息交換已成為人類(lèi)社會(huì)存在的必要條件，正如衣食住行對(duì)人類(lèi)是必要的一樣。要求完成的任務(wù)（1）編寫(xiě)C語(yǔ)言程序，并在CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下調(diào)試通過(guò)；（2）將包含噪聲的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行濾波，從揚(yáng)聲器輸出端口輸出，比較濾波前后的信號(hào)的變化；（3）按要求撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。編寫(xiě)濾波算法程序，或調(diào)用DSPLIB中的濾波函數(shù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。設(shè)計(jì)要求及目標(biāo)基本部分：（1）對(duì)DMA進(jìn)行初始化；（2）對(duì)A/D、D/A進(jìn)行初始化；（3）編寫(xiě)DMA中斷服務(wù)程序和濾波算法程序，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的實(shí)時(shí)濾波；發(fā)揮部分：（1）使用DSP產(chǎn)生帶回波的語(yǔ)音信號(hào)； （2）利用自適應(yīng)濾波實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的回波對(duì)消。DSP利用直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式DMA（Direct Memory Access）采集數(shù)據(jù)時(shí)不打擾CPU，因此利用DMA方式工作時(shí)，CPU可以對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)地濾波。在很多情況下，環(huán)境中的背景噪聲是通信系統(tǒng)中噪聲干擾的主要來(lái)源。典型語(yǔ)音通信系統(tǒng)中的噪聲來(lái)自三個(gè)方面：①信號(hào)處理設(shè)備產(chǎn)生的電噪聲及傳輸信道中的電噪聲；② 信號(hào)發(fā)送端空間環(huán)境中的音頻噪聲信號(hào)經(jīng)麥克風(fēng)變換為電信號(hào)之后，與有用信號(hào)其同傳遞到接收端；③信號(hào)接收端空間環(huán)境中的音頻噪聲對(duì)信號(hào)接收者的影響。在乙地經(jīng)接收端設(shè)備恢復(fù)出原來(lái)的語(yǔ)音信號(hào)，經(jīng)耳機(jī)或者喇叭轉(zhuǎn)換為接收者可以聽(tīng)到的聲音信號(hào)。dsp實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音噪聲濾波設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)背景 語(yǔ)音通信的目的是傳遞聲音信息。位于甲地的通信者發(fā)出的聲音經(jīng)語(yǔ)音傳感器變換成為電信號(hào)，經(jīng)發(fā)送端設(shè)備變換為適合傳輸?shù)男问剑ㄟ^(guò)傳輸信道傳輸?shù)揭业?。這就是最基本的語(yǔ)音通信系統(tǒng)，但是由于周?chē)h(huán)境的原因，我們采集到語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)常含有不同程度的噪聲。噪聲是由于發(fā)生體作無(wú)規(guī)則振動(dòng)產(chǎn)生的。當(dāng)語(yǔ)音信號(hào)受到背景噪聲干擾時(shí)語(yǔ)音通信質(zhì)量變得不可接受，因此要對(duì)語(yǔ)音信號(hào)中的噪聲濾除。本設(shè)計(jì)要求利用DSP的DMA方式進(jìn)行信號(hào)采集和信號(hào)輸出，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字編碼，濾波后進(jìn)行解碼。設(shè)計(jì)思路首先利用DSP的DMA方式對(duì)外部含噪聲的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，語(yǔ)音信號(hào)先經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，利用MCBSP的接收寄存器接收數(shù)據(jù)。濾波后的數(shù)據(jù)利用DMA方式送到D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容隨著現(xiàn)代科學(xué)的蓬勃發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)愈來(lái)愈顯示出信息社會(huì)的特點(diǎn)。語(yǔ)音作為語(yǔ)言的聲學(xué)表現(xiàn)，是人類(lèi)交流信息最自然、最有效、最方便的手段之一。這些干擾最終將使接收者接收到的語(yǔ)音不再是純凈的原始語(yǔ)音，而是被噪聲污染過(guò)的帶有噪聲的語(yǔ)音信號(hào)。而環(huán)境噪聲的污染使得許多語(yǔ)音處理系統(tǒng)的性能急劇惡化。但目前語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)大多都是在安靜環(huán)境中工作的，在噪聲環(huán)境中尤其是強(qiáng)噪聲環(huán)境，語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別率將受到嚴(yán)重影響。因此，語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)在實(shí)際中有重要價(jià)值。三、設(shè)計(jì)方案、算法原理說(shuō)明信道干擾濾波部分首先利用DSP的DMA方式對(duì)外部含噪聲的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，語(yǔ)音信號(hào)先經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，利用MCBSP的接收寄存器接收數(shù)據(jù)。濾波后的數(shù)據(jù)利用DMA方式送到D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。具體的設(shè)計(jì)方案原理圖如下。（1）直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)DMA 直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（Direct Memory Access）是C54x DSP非常重要的片上外設(shè)，DMA控制器可以在不影響CPU的情況下完成數(shù)據(jù)的傳輸，因此數(shù)據(jù)傳輸速度快，在要求信號(hào)實(shí)時(shí)采集和處理的系統(tǒng)中常采用DMA方式進(jìn)行信號(hào)采集和傳輸。目的地址寄存器DMDST規(guī)定DMA要傳送數(shù)據(jù)目的地址和首地址。同步事件和楨計(jì)數(shù)寄存器DMSFC規(guī)定DMA傳送數(shù)據(jù)的同步事件類(lèi)型和傳送一塊數(shù)據(jù)所含楨信號(hào)的個(gè)數(shù)。DINM位和IMOD位設(shè)置DMA中斷產(chǎn)生方式。SIND位和DIND位用來(lái)設(shè)置源地址和目的地址的自動(dòng)調(diào)整方式。 本實(shí)驗(yàn)利用DMA通道2與MCBSP1通道結(jié)合來(lái)讀取A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)，利用DMA通道3與MCBSP1通道結(jié)合來(lái)將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至D/A轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)按MCBSP1的設(shè)置被傳送到DSP內(nèi)部接收寄存器DRR11中，再由DMA通道2將DRR11中的數(shù)據(jù)讀到指定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)inp_buffer中完成數(shù)據(jù)采集。 當(dāng)一組數(shù)據(jù)處理完成后，將數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)out_buffer中，選擇out_buffer為DMA通道3的首地址，并選擇源工作地址工作在不調(diào)整方式。 在CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中。輸入信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，利用DMA通道2進(jìn)行傳輸進(jìn)入DSP處理，而濾波后的信號(hào)輸出利用了DMA通道3進(jìn)行傳輸進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器等輸出，因此需要對(duì)DMA通道2和通道3進(jìn)行初始化配置。A/D轉(zhuǎn)換器能夠?qū)⒔邮盏恼Z(yǔ)音信號(hào)（模擬信號(hào)）轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，供CPU進(jìn)行處理；D/A轉(zhuǎn)換器能夠?qū)?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音信號(hào)送SPEAKER端口輸出?；夭ㄈピ氩糠殖跏蓟疐IR延遲輸出數(shù)組dbuffer_h[]、FIR輸出數(shù)組、自適應(yīng)濾波器系數(shù)矢量coff_w[]和自適應(yīng)濾波器的輸出數(shù)組out_w[]以及DSK板之后，采集輸入的語(yǔ)音信號(hào)，根據(jù)模式的不同進(jìn)行不同的處理以輸出不同的信號(hào)來(lái)進(jìn)行效果的比較。mode=1時(shí)信號(hào)通過(guò)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(hào)，用信號(hào)通過(guò)兩個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的信號(hào)之差(即剩余回聲)來(lái)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。自適應(yīng)濾波器主要由系數(shù)可調(diào)的數(shù)字濾波器和調(diào)整濾波器系數(shù)的自適應(yīng)算法兩部分構(gòu)成．自適應(yīng)濾波器的一般結(jié)構(gòu)如圖l所示．自適應(yīng)濾波其最重要的性能是能有效地在未知環(huán)境中跟蹤時(shí)變的輸入信號(hào)，使輸出信號(hào)達(dá)到最優(yōu)。常規(guī)濾波器具有特定的特性，對(duì)于輸入信號(hào)根據(jù)這個(gè)濾波器特性產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。但有些實(shí)際應(yīng)用往往是反過(guò)來(lái)要求的，即對(duì)濾波器輸出的要求是明確的，而濾波器特性是無(wú)法預(yù)先知道的。圖l中d(n)為期望響應(yīng)，x(n)為自適應(yīng)濾波器的輸入，y(n)為自適應(yīng)濾波器的輸出， e(n)為估計(jì)誤差，P(n)= x(n)y(n)．前置級(jí)完成跟蹤信號(hào)的選擇，確定是信號(hào)還是噪聲；后置級(jí)根據(jù)前置級(jí)的不同選擇對(duì)數(shù)字濾波器輸出作不同的處理，以得到信號(hào)輸出．自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)受誤差信號(hào)e(n)控制，根據(jù)e(n)的值和自適應(yīng)算法自動(dòng)調(diào)整．（2）回聲消除器的基本原理：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(shí)別回聲通道，通過(guò)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(cè)信號(hào)y(n)，再將預(yù)測(cè)信號(hào)從近端采樣的語(yǔ)音信號(hào)d(n)中減去，即可實(shí)現(xiàn)回聲消除。雖然許多自適應(yīng)算法在理論上實(shí)現(xiàn)回聲消除都是可行的，但通常采用的是較簡(jiǎn)單的算法。（3）LMS算法：本設(shè)計(jì)中自適應(yīng)算法是根據(jù)最小均方誤差判據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)的，即理想信號(hào)與濾波器輸出之差的平方值的期望值最小，并且根據(jù)這個(gè)判據(jù)來(lái)修改權(quán)系數(shù)。P = E[d(n) X(n)]為N*1互相關(guān)矢量，代表理想信號(hào)d(n)與輸入矢量的相關(guān)性。它應(yīng)滿(mǎn)足下列方程=0即 R*WP=0顯然，Φx(m)=[x(n)x(nm)]是x(n)的自相關(guān)值，Φxd(R) =E[x(n)d(nk)]是x(n)與d(n)的互相關(guān)值。這種方法稱(chēng)為塊對(duì)塊自適應(yīng)算法。R和P的計(jì)算，要求出期望值E，在實(shí)際運(yùn)算中不易實(shí)現(xiàn)。大多數(shù)場(chǎng)合使用迭代算法，對(duì)每次采樣值求出較佳權(quán)系數(shù)，稱(chēng)為采樣值對(duì)采樣值迭代算法。LMS算法是以最快下降法為原則的迭代算法，即W（n+1）矢量是W（n）矢量按均方誤差性能平面的負(fù)斜率大小調(diào)節(jié)相應(yīng)一個(gè)增量。▽(n)為n次迭代的梯度。由式W（n+1）= W（n）u▽(n)，產(chǎn)生了求解最佳權(quán)系數(shù)的兩種方法，一種是最陡梯度法。其中▽?zhuān)╪）的E計(jì)算，可用估計(jì)值表達(dá)式式中K的取值應(yīng)該足夠大。此時(shí)迭代公式為W（n+1）= W（n）+2u e(n)X(n)以上討論的自適應(yīng)算法都是基于Widrow Hoff的LMS算法。對(duì)于對(duì)稱(chēng)橫向型結(jié)構(gòu)，也可推出類(lèi)似的迭代公式W（n+1）= W（n）+2u e(n)[X(n)+ X(nN+1)] 其中，X(n)=，而X(nN+1)=。一般地說(shuō)，自適應(yīng)控制在航空、導(dǎo)彈和空間飛行器的控制中很成功。但在工業(yè)過(guò)程控制應(yīng)用中，傳統(tǒng)的自適應(yīng)控制并不如意。傳統(tǒng)的自適應(yīng)控制方法，要么采用模型參考要么采用自整定，一般需要辨識(shí)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性。另外，傳統(tǒng)自適應(yīng)控制方法中假設(shè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的信息，在處理非線性、變結(jié)構(gòu)或大時(shí)間延遲時(shí)很難。進(jìn)而得到需要的聲音，將亂入的聲音濾掉，保護(hù)聽(tīng)者。FIR濾波器的算法可以由MATLAB來(lái)設(shè)計(jì)。因?yàn)檎Z(yǔ)音信號(hào)的頻率成分主要分布