一種基于DSP的音頻實時處理系統(tǒng)
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1．2．2 改進(jìn)的回聲消除系統(tǒng)
如圖2所示，通過加入靜音檢測算法(VAD)對輸入信號的狀態(tài)進(jìn)行判斷，不僅可以減輕實際的運算量，也可降低噪音對自適應(yīng)濾波器的干擾，在一定程度上避免了濾波器發(fā)散的情況。同時加入MMSE Short-time Spectral Amplitude Estimator替代了傳統(tǒng)的非線性處理器(NLP)算法。在頻域內(nèi)對參與回聲的頻譜能量進(jìn)行估計，計算增益，最后達(dá)到相對平滑的殘余回聲和噪音的處理。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/150960.htm
通過對濾波器狀態(tài)參數(shù)的跟蹤，根據(jù)濾波器當(dāng)前是否正常收斂，殘余回聲估計模塊的輸出結(jié)果會自動調(diào)節(jié)估計值的大小，避免在濾波器正常收斂的情況下，抑制殘余回聲導(dǎo)致處理后正常信號損失過多的問題。
圖2中采用的靜音檢測算法(VAD)采用了同時檢測短時能量與過零率的方法，保證了判斷的可靠性。在遠(yuǎn)端語音不存在的時候，沒有必要進(jìn)行回聲消除，只需要進(jìn)行本地的噪音消除，若本地語音不存在則不需要做任何處理。
結(jié)合VAD系統(tǒng)更有效地減少了對噪音和回音估計的誤差范圍，通過對濾波器系數(shù)更新的學(xué)習(xí)和調(diào)整功能使得在雙方通話過程中音頻信號具備更好的信噪比。通過非線性信號檢測模塊加強了整體消除回音的能力。
2 基于DSP的音頻處理系統(tǒng)實現(xiàn)
2．1 硬件平臺
DSP的選型需要考慮運算速度、成本、硬件資源以及程序的可移植性等多個問題。由于算法的浮點特性，本文采用了美國德州儀器(TI)的TMS320C6713B浮點DSP作為核心處理器，通過使用JTEG標(biāo)準(zhǔn)測試接口、EDMA控制器、GIPO通用輸入輸出端口以及多通道音頻緩沖串口(McASP)等主要片外設(shè)備來完成系統(tǒng)的設(shè)計。
TMS320C6713B可以工作在225 MHz主頻上，片內(nèi)有8個并行處理單元，分為相同的兩組，其體系結(jié)構(gòu)采用甚長指令字(VLIW)結(jié)構(gòu)，單指令字長為32 b，8個指令組成一個指令包，總字長為256 b。L1支持4 KB的程序緩存以及4 KB的數(shù)據(jù)緩存，L2支持64 KB的緩存。32 b的外部存儲器接口(EMIF)。與SDRAM等無縫連接，可以尋址256 MB。
由于系統(tǒng)運行過程中需要實現(xiàn)的算法較多，僅依靠TMS320C6713B的192 KB片內(nèi)RAM來執(zhí)行程序是很困難的。本文使用了EMIF的接口擴展了SDRAM作為算法和數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域。采用TLV320AIC23B實現(xiàn)音頻輸入和輸出，AIC23支持48kHz帶寬、96kHz采樣率的雙聲道立體聲A／D，D／ A，音頻輸入包括了麥克風(fēng)輸入和線路輸入。
系統(tǒng)的硬件平臺如圖3所示。
2．2 基于DSP的軟件實現(xiàn)
基于DSP的實時處理的實現(xiàn)，本文將AIC23采集到的數(shù)據(jù)先存儲到SDRAM中，在需要處理的時候利用EDMA實現(xiàn)Ping-Pong緩沖，將待處理的數(shù)據(jù)分批搬運到片內(nèi)存儲器，結(jié)合高速緩存和片內(nèi)內(nèi)存設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將數(shù)據(jù)對齊，這樣大大減小了數(shù)據(jù)搬移帶來的開銷。
DSP處理主流程圖如圖4所示。
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