基于ARM的低功耗語音去噪系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3 系統(tǒng)整體框架

語音信號(hào)頻率范圍為300～3400Hz，根據(jù)奈奎斯特采樣定理，采樣率至少為信號(hào)頻率的兩倍時(shí)，信號(hào)才能被不失真采集。在本系統(tǒng)中，采樣率是通過 LPC1756內(nèi)部的32位高精度定時(shí)器模塊來控制，每間隔125μs對(duì)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行一次讀數(shù)，即采樣率設(shè)定為8 000 Hz，讀取的數(shù)據(jù)通過DMA模塊傳輸至預(yù)處理地址中，這樣提高了CPU的處理效率。同理，為了保證輸入輸出的同步性，在定時(shí)器中斷函數(shù)里，每采集一個(gè)信號(hào) 點(diǎn)，就必須輸出一個(gè)信號(hào)點(diǎn)。為了提高CPU利用率，去噪后的語音信號(hào)也是通過DMA通道傳輸。在信號(hào)的采集與輸出端，均通過放大濾波電路，都是為了提高語 音信號(hào)的信噪比。在濾波電路中，截止頻率設(shè)定為4 000 Hz。其實(shí)物的PCB布線如圖3所示。

4 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

在上述設(shè)計(jì)的條件下，輸入電壓為26 V(DC)的情況下，系統(tǒng)正常工作時(shí)，所耗電流為20 mA，滿足低功耗的要求。對(duì)系統(tǒng)去噪效果進(jìn)行主觀試聽，分別試聽了0 dB、3 dB、5 dB、10 dB和20 dB情況下帶噪語音經(jīng)過系統(tǒng)后的去噪效果，聽者都認(rèn)為系統(tǒng)的去噪效果良好，有較好的語音自然度和清晰度。

3dB帶噪語音去噪前后示波器對(duì)比圖如圖4所示。

如圖4所示，示波器上通道1(上半部分)顯示的是去噪后的語音信號(hào)，通道2(下半部分)顯示的是去噪前的3dB帶噪語音信號(hào)。

5 結(jié)束語

文中基于ARM處理器，設(shè)計(jì)出了具有低功耗的語音去噪系統(tǒng)。用C語言編程將譜減算法成功移植到ARM平臺(tái)上，并且效果較好。譜減算法在語音去噪應(yīng)用中非常成 熟，因此本文著重介紹了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的基于DSP的系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，大大降低了系統(tǒng)功耗和成本，為以后的低功耗和高性價(jià)比系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了一種很 好的思路和方法。