0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
电子发烧友
开通电子发烧友VIP会员 尊享10大特权
海量资料免费下载
精品直播免费看
优质内容免费畅学
课程9折专享价
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

關于DSP的語音信號FIR濾波和系統(tǒng)的實現(xiàn)

電子工程師 ? 來源:電子元器件應用 徐向美 ? 作者:電子元器件應用 ? 2021-04-06 09:27 ? 次閱讀

0 引 言

在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中,各種數(shù)字濾波器已經(jīng)得到了廣泛的應用。然而,設計實際濾波器時,既要考慮濾波器的幅度特性,又要考慮相位特性,所以,本文提出了用DSP芯片TMS320VC5509A對語音信號進行FIR濾波的系統(tǒng)實現(xiàn)方法。該方法利用DSP中一款高性能多媒體數(shù)字語音編解碼器TLV320AIC23來采集語音信號,采集到的語音信號再經(jīng)一系列變換進行FIR濾波,最終輸出高質(zhì)量的語音信號。

1系統(tǒng)主要器件

本設計選用高性能的多媒體數(shù)字語音編解碼器TLV320AIC23來進行語音信號的采集。TLV320AIC23是TI公司生產(chǎn)的一款高性能的多媒體數(shù)字語音編解碼器,它的內(nèi)部ADCDAC轉(zhuǎn)換模塊帶有完整的數(shù)字濾波器,數(shù)據(jù)傳輸寬度可以是16位、20位、24位和32位,采樣頻率范圍可從8 kHz到96 kHz,并可通過控制接口來編輯該器件的控制寄存器。TLV320AIC23支持SPI,I2C兩種控制模式,其控制模式由MODEM管腳決定。本系統(tǒng)采用I2C模式。

TMS320VC5509A是TI公司C5000 DSP系列中的新一代數(shù)字信號處理產(chǎn)品。對C54X有很好的繼承性,并與C54x源代碼兼容,從而能有效地保護用戶在軟件上的投資。此外,它還具有低功耗、低成本等特點,可在有限的功率條件下保持最好的性能。其片內(nèi)有兩個MAC,而且在一個機器周期內(nèi),每個MAC可同時完成17×17位的乘法和一個40位的加法或減法運算,因而運算速度非??臁?/p>

2 FIR濾波器的原理及特點

通過FIR濾波器能在保證幅度特性同時,保證嚴格的線性相位特性。一般情況下,假如FIR濾波器的單位脈沖響應長度h(n)為N,則其系統(tǒng)函數(shù)H (x)為:

o4YBAGBhKqGAOLmbAAAKSaYkS7U475.png

式中,H(z)是的(N-1)次多項式,它在z平面上有(N-1)個零點,其原點z=0是(N-1)階重極點。因此,H(z)能永遠保持穩(wěn)定。

o4YBAGBhKsGAAHprAAAaYC_YJDM822.png

本設計采用64階濾波參數(shù),低通濾波,選用的截止頻率為2400 Hz,采樣頻率為48000 Hz,增益為48 dB。

3語音信號的FIR濾波器實現(xiàn)

3.1硬件描述

語音信號的FIR濾波硬件可在ICETEK-VC5509-EDU系統(tǒng)平臺上實現(xiàn)。本設備以TMS320VC5509A為核心,是配備有AD/DA、鍵盤、液晶等I/O在內(nèi)的完整DSP開發(fā)系統(tǒng),可利用DSP的多通道緩沖串口(MCBSP)和TLV320AIC23進行數(shù)據(jù)采集和傳送。TLV320AIC23能在數(shù)字和模擬電壓下工作,且與TMS320C55x型DSP的I/O口電壓相兼容,因而能實現(xiàn)與TMS320C55x DSP中MCBSP(多通道緩沖串口)端口的無縫連接,從而使系統(tǒng)設計更加簡單。其具體的硬件電路圖如圖1所示。

pIYBAGBhKymADrMsAAA_ZmMH1bc539.png

3.2軟件設計

對于用DSP器件設計的語音信號濾波器,其系統(tǒng)軟件設計可使用CCS(Code Composer Studio)軟件來進行調(diào)試。設計調(diào)試時,首先應對EMIF、CPU、TLV320AIC23進行初始化配置,然后再調(diào)用AIC_Mixer子程序來處理音頻數(shù)據(jù)的輸入和輸出。

在子程序中,首先初始化語音緩沖區(qū)和工作變量,等待MCBSP通道0傳送結(jié)束后,再采集語音信號,然后傳送到MCBSP并保存于左聲道緩沖區(qū),此時即可調(diào)用FIR2計算FIR濾波輸出,濾波后的結(jié)果存放于右聲道緩沖區(qū),最后將濾波后的信號輸出到MCBSP接口,再將此信號傳送到TLV320AIC23中,經(jīng)DA轉(zhuǎn)換后輸出。具體的軟件流程圖如圖2所示。

pIYBAGBhK0qAV5ehAAC2A0AY6tE296.png

4結(jié)束語

本設計通過硬件電路測試證明,當未進行FIR濾波時,聲音中含有的高頻雜音將明顯地影響聽覺效果。但是在進行濾波以后,高頻雜音去掉了,聲音質(zhì)量明顯的改善了。因此,在實際應用中對語音信號進行FIR濾波,可以很好的將噪音部分去掉,因此可見,本設計具有一定的現(xiàn)實意義。

編輯:jq

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • dsp
    dsp
    +關注

    關注

    555

    文章

    8093

    瀏覽量

    353633
  • cpu
    cpu
    +關注

    關注

    68

    文章

    10983

    瀏覽量

    214706
  • FIR
    FIR
    +關注

    關注

    4

    文章

    151

    瀏覽量

    33757
  • EMIF
    +關注

    關注

    1

    文章

    25

    瀏覽量

    11446
收藏 0人收藏

    評論

    相關推薦

    算法操作案例分享丨有限沖激響應濾波器(FIR)實驗

    》、《電機控制系統(tǒng)設計》、《DSP系統(tǒng)設計與應用》向下滑動查看所有實驗列表內(nèi)容2?案例分享一、實驗名稱:4-2有限沖激響應濾波器(FIR)算
    的頭像 發(fā)表于 02-08 09:43 ?370次閱讀
    算法操作案例分享丨有限沖激響應<b class='flag-5'>濾波</b>器(<b class='flag-5'>FIR</b>)實驗

    基于FPGA實現(xiàn)FIR數(shù)字濾波

    在數(shù)字信號處理系統(tǒng)中,有限脈沖響應(finite impulse response,FIR)數(shù)字濾波器是一個非常重要的基本單元。近年來,由于FPGA具有高速度、高集成度和高可靠性的特點
    的頭像 發(fā)表于 11-05 16:26 ?1335次閱讀
    基于FPGA<b class='flag-5'>實現(xiàn)</b><b class='flag-5'>FIR</b>數(shù)字<b class='flag-5'>濾波</b>器

    基于MATLAB的數(shù)字濾波語音信號去噪

    的單頻噪聲; (3)根據(jù)加入的噪聲選擇合適的濾波器; (4)利用設計好的濾波器濾除加入的高頻噪聲,得到原語音信號。 利用的是用漢明窗函數(shù)法設計出FIR低通
    的頭像 發(fā)表于 10-10 18:22 ?1511次閱讀
    基于MATLAB的數(shù)字<b class='flag-5'>濾波</b>器<b class='flag-5'>語音信號</b>去噪

    DSP 數(shù)字信號處理實驗箱操作丨有限沖激響應濾波器(FIR)算法(LCD顯示)

    》、《電機控制系統(tǒng)設計》、《DSP系統(tǒng)設計與應用》向下滑動查看所有實驗列表內(nèi)容2?案例分享一、實驗名稱:4-4有限沖激響應濾波器(FIR)算
    的頭像 發(fā)表于 09-28 10:00 ?800次閱讀
    <b class='flag-5'>DSP</b> 數(shù)字<b class='flag-5'>信號</b>處理實驗箱操作丨有限沖激響應<b class='flag-5'>濾波</b>器(<b class='flag-5'>FIR</b>)算法(LCD顯示)

    介紹FIR濾波模型的建立,分4個步驟

    、BlackmanHarris、KaiserBessel、FlatTop等; 基于FIR濾波方程,即可得到濾波信號; 其中y是濾波后x,
    發(fā)表于 09-04 09:08

    音頻信號通常包括哪些聲音信號

    音頻信號是指通過聲音傳輸?shù)?b class='flag-5'>信號,它包含了各種不同的聲音信號。以下是對音頻信號中常見的聲音信號的介紹:
    的頭像 發(fā)表于 08-25 15:43 ?2107次閱讀

    FIR濾波器的工作原理和特點

    FIR(Finite Impulse Response)濾波器,即有限長單位沖激響應濾波器,又稱為非遞歸型濾波器,是數(shù)字信號處理
    的頭像 發(fā)表于 08-05 16:33 ?1827次閱讀
    <b class='flag-5'>FIR</b><b class='flag-5'>濾波</b>器的工作原理和特點

    如何區(qū)分IIR濾波器和FIR濾波

    IIR(無限脈沖響應)濾波器和FIR(有限脈沖響應)濾波器是數(shù)字信號處理領域中兩種非常重要的濾波器類型。它們在許多應用中都發(fā)揮著關鍵作用,如
    的頭像 發(fā)表于 07-19 09:44 ?5912次閱讀

    如何區(qū)分fir與iir的系統(tǒng)函數(shù)

    Impulse Response)濾波器是一種線性時不變(LTI)系統(tǒng),其輸出信號是輸入信號的有限長度沖激響應的線性組合。FIR
    的頭像 發(fā)表于 07-19 09:39 ?2269次閱讀

    iir濾波器和fir濾波器的優(yōu)勢和特點

    IIR濾波器和FIR濾波器是數(shù)字信號處理領域中兩種非常重要的濾波器類型。它們各自具有獨特的優(yōu)勢和特點,適用于不同的應用場景。本文將介紹IIR
    的頭像 發(fā)表于 07-19 09:28 ?2322次閱讀

    語音控制模塊_雷龍發(fā)展

    、回聲消除、降噪等處理,以提高語音信號的質(zhì)量。同時,進行采樣和量化,將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號。主要通過DSP來處理,雷龍語音模塊
    發(fā)表于 06-14 17:18

    matlab與FPGA數(shù)字信號處理系列 Verilog 實現(xiàn)并行 FIR 濾波

    在 FPGA 實現(xiàn) FIR 濾波器時,最常用的是直接型結(jié)構(gòu),簡單方便,在實現(xiàn)直接型結(jié)構(gòu)時,可以選擇串行結(jié)構(gòu)/并行結(jié)構(gòu)/分布式結(jié)構(gòu)。 并行結(jié)構(gòu)即并行
    發(fā)表于 05-24 07:48

    請問stm32f4的dsp庫里面fir函數(shù)如何使用?

    請問在stm32f4 的dsp庫里面有好幾個關于fir的函數(shù),因為沒有源碼,我也沒有什么關于這個dsp函數(shù)的介紹,所以看不懂這些函數(shù)怎么用呢
    發(fā)表于 05-17 08:07

    DSP教學實驗箱_DSP算法實驗_嵌入式教程:4-3 有限沖激響應濾波器(FIR)算法(CCS顯示)

    一、實驗目的 了解FIR濾波器的特點,掌握程序算法生成濾波器系數(shù)的方法,并實現(xiàn)FIR濾波器濾除高
    發(fā)表于 05-16 09:30

    Vivado 使用Simulink設計FIR濾波

    濾波器,是數(shù)字信號處理系統(tǒng)中最基本的元件,它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴格的線性相頻特性,同時其單位抽樣響應是有限長的,因而濾波器是穩(wěn)定的
    發(fā)表于 04-17 17:29

    電子發(fā)燒友

    中國電子工程師最喜歡的網(wǎng)站

    • 2931785位工程師會員交流學習
    • 獲取您個性化的科技前沿技術信息
    • 參加活動獲取豐厚的禮品