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          一種基于FPGA的語音錄制與回放系統(tǒng)的設(shè)計

          作者: 時間:2010-10-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            
            1.3語音采集模塊
            
            語音采集單元頂層綜合模塊如圖4所示。系統(tǒng)通過語音采集模塊將語音芯片采集的聲音數(shù)據(jù)串/并轉(zhuǎn)換為16位PCM碼,聲音數(shù)據(jù)傳送至S-RAM存儲器內(nèi)保存,這里設(shè)置了4s錄音時間,用戶1次輸入3個孤立詞(如數(shù)字),4×8KB=32KB,考慮到32KB的原始數(shù)據(jù)需要預(yù)處理、FIR濾波和歸一化。斷點檢測,所有處理后的數(shù)據(jù)仍然存入后續(xù)的SRAM地址中。檢測出的孤立詞分別存入獨立首地址后面。
            
            1.4語音采集實時采樣
            
            鎖相環(huán)PLL給予WM8731工作在18.4MHz時鐘頻率下,通過I2C總線控制器設(shè)置WM8731工作在8kHz的采樣頻率下。圖5為在嵌入式邏輯分析儀(SignalTapⅡLogicAnalyzer)下語音采集控制器的采樣圖。


            
            圖5為實時采集圖,測試人現(xiàn)場讀入語音數(shù)據(jù),模塊實時進行語音采集回放。從圖中可見,左對齊語音采集過程一共有19個脈沖,其中前16個脈沖為有效語音數(shù)據(jù)提取脈沖,后3個脈沖為將來處理擴展預(yù)留。有效語音提取出來之后便存人SRAM中。該模塊通過計數(shù)器,從啟動錄音開始,自動錄制4s的語音信號。
            
            2回放仿真
            
            經(jīng)WM8731采集的語音信號轉(zhuǎn)換并存儲于SRAM,然后用SRAM中的數(shù)據(jù)將SRAM的語音數(shù)據(jù)導(dǎo)出,圖6為語音采集模塊處理后作者錄入的數(shù)字符號“1234”效果圖。


            
            圖6是通過DE2控制面板軟件讀取SRAM前256KB數(shù)據(jù)(地址:O~0x1FFFF)在Matlab軟件上畫出來的圖形,同時為了對比,通過Matlab自帶的[y,fs,bits]=wavread(‘Blip’,[N1N2]),進行同樣話語的錄制,用sound(x,fs,bits)對聲音進行回放,仿真結(jié)果見圖6、圖7。從仿真圖可看出,以Matlab平臺為標(biāo)準(zhǔn),實時采集與現(xiàn)實吻合。
            
            3結(jié)語
            
            該系統(tǒng)充分利用了的高速處理能力,自行設(shè)計采集模塊和I2C協(xié)議驅(qū)動模塊,并通過AWALON總線掛載在Nios軟核上,很好地實現(xiàn)了實時高速采集回放,充分體現(xiàn)了的優(yōu)越性能。同時結(jié)合SoPC設(shè)計理念,使系統(tǒng)一片式整合。


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