基于TMS320C5409的语音实时变速系统设计

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                    　　引言
　　在外语多媒体教学中，要求对语速进行快慢控制，以适应不同程度学生的需求。然而，传统的语音变速产品往往在教师改变语速的同时，也改变了原说话者的语调，不能达到教学的真正目的。因此，语音变速系统应当具备调整语速的同时，还需要保证原说话者语调保持不变的特点。本文介绍的就是一种基于TMS320C5409的语音实时变速系统。另外，考虑到在实际系统中语音的压缩存储和语音变速往往是同时需求的，因此本文提出一种基于LPC低比特率语音编码算法的语音变速算法，该算法能够任意调整语音语速。
　　LPC算法
　　LPC编码将语音信号s(n)看作一个时变的声道系统在声门的激励之下的输出信号。对浊音而言，声门激励为一周期脉冲串；而对清音而言，声门激励为随机噪声序列。语音信号的简化框图如图1所示。






　　TMS320C5409用于实现语音的编解码算法，TLC320AD50用于完成语音信号的数/模和模/数转换功能。TMS320C5409与TLC320AD50之间通过McBSP串口通信。为了减轻CPU的负担，本系统中设计McBSP通过DMA收到或发送完一组单元后，再给CPU中断的方式跟CPU通信。TMS320C5409与TLC320AD50的接口如图3所示。






　　式中输入信号X(n)可以是语音信号经采样和ADC变换后得到的数字序列，也可以是计算机的输出信号；aK和bK均为系数，通过设置aK和bK可将DF设计成需要的带通滤波器。

　　数字滤波器的软件设计方法有：程序判断滤波法(限幅滤波法)、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、防脉冲干扰平均滤波法、一阶滞后滤波法等6种方法。根据需要，本系统选择程序判断滤波法。
　　结浯
　　实践证明，本系统在进行语音变速的同时，能够保证原说话者语调保持不变，且操作简单，系统延时小。