CN1831942A - 一种实现语音信号处理的装置 - Google Patents
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Abstract
一种实现语音信号处理的装置，包括数据部分和控制部分，数据部分包括：模数变换模块，用于将麦克输入的模拟语音信号变换为数字信号输出到存储模块缓存；存储模块，用于缓存要输入DSP和DSP要输出的数据，DSP要运行的程序指令以及处理时使用和得到的数据；DSP接口，用于提供DSP与存储模块之间，以及DSP与控制部分之间的通讯接口；DSP用于运行程序指令，完成对输入语音信号的处理；数模变换模块，用于将处理后的语音数字信号取出并转换为模拟信号输出；控制部分包括主控制接口模块，用于提供外部主控制芯片访问所述模数变换模块、数模变换模块以及DSP_IF中的寄存器的接口。本发明装置可以实现对语音信号的各种处理。
Description
技术领域
本发明涉及语音信号的处理，尤其涉及一种实现语音信号处理的装置。
背景技术
能不能去掉打电话时路边烦人的汽车噪声？这样在路边打电话跟在咖啡厅打电话的感觉一样？
能不能有一种方法能去掉打电话时的背景音乐和背景语音？这样在练歌房也可以打手机。
能不能在干净的语音中加入某些噪声、语音之类的东西？说话者也许希望给听话者造成自己处于某种场景的感觉。
能不能改变说话者的语音语调？也许说话者不希望听话者听出自己是谁。
能否实现语音幅度的自动调整？这样说话者与麦克的距离发生变化时，听话者基本感觉不到语音音量的变化。
能不能......？
上面这些问题的解决都需要依赖于一个语音信号处理装置，如图1所示，麦克拾取说话者的声音，并将声音变为模拟电信号，此电信号经过语音装置处理后成为处理后的模拟信号，此信号经说话者手机处理后无线传输到听话者手机，听话者从该手机听到说话者的声音。目前尚无一种可方便地实现上述功能的语音信号处理装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实现语音信号处理的装置，可以方便地实现对语音信号的各种处理。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现语音信号处理的装置，包括数据部分和控制部分，其特征在于，所述数据部分进一步包括模数变换模块、数字信号处理器接口模块DSP_IF、数字信号处理器DSP、存储模块和数模变换模块，其中：
所述模数变换模块用于接收麦克输入的模拟语音信号，变换为数字信号后输出到所述存储模块进行缓存；
所述存储模块用于缓存要输入DSP和DSP要输出的数据，DSP要运行的程序指令以及处理过程中使用和得到的数据；
所述DSP_IF用于提供DSP与所述存储模块之间，以及DSP与控制部分之间的通讯接口；
所述DSP用于运行程序指令，完成对输入语音信号的处理；
所述数模变换模块用于将处理后的语音数字信号取出并转换为模拟信号输出；
所述控制部分包括主控制接口模块，用于提供外部主控制芯片访问所述模数变换模块、数模变换模块，以及DSP_IF中的寄存器的接口。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述存储模块进一步分为：输入缓存，用于缓存模数变换模块输出的数字信号；程序存储器，用于保存DSP要运行的程序指令；数据存储器，用于暂存DSP处理过程中从输入缓存取出的数据以及处理产生的结果数据；输出缓存，用于缓存DSP处理后的要输出的结果数据。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述数据部分还包括一多路选择器，用于接收数模变换模块输出的处理后的模拟信号以及麦克输入的模拟语音信号，根据一旁路控制信号选择输出信号，在不需要语音信号处理装置工作时直接输出麦克输入的语音信号。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述DSP用于实现以下功能中的一种或任意组合：A，消除平稳的背景噪声；B，消除背景语音或音乐；C，添加背景噪声或语音；D，改变语音的语调；E，适应语音输入距离的变化。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述控制部分还包括一电源开通复位模块，用于为整个装置提供复位信号。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述DSP_IF中还包括命令寄存器组，供DSP访问以及供外部主控制芯片通过主控制接口模块访问，实现DSP与外部主控制芯片的通讯。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述DSP_IF还用于进行总线切换，将所述主控制接口模块输出的外部程序或数据下载到所述存储模块中。
进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述模数变换模块设置有多个，以接收多路麦克输入的模拟语音。
由上可知，利用本发明提供的语音信号处理装置，可以满足手机通话中对语音的多种处理需求，如背景噪声、背景语音和背景音乐的消除，背景噪声、背景语音的添加，语音变调，语音幅度自动调整等等功能。
附图说明
图1是本发明语音处理装置在语音处理过程中作用的示意图。
图2是本发明实施例语音处理装置的电路图。
图3是利用图2中的语音处理装置实现背景音乐或语音消除过程的示意图。
具体实施方式
下面分数据部分和控制部分来介绍本实施例的语音信号处理装置，如图2所示。
数据部分包括模数变换(ADC)模块(带有存储器ADC MEM)、数字信号处理器接口(DSP_IF)模块、数字信号处理器(DSP)、程序存储器(P-MEM)、数据存储器(X-MEM)、输入缓存(In BUFFER)、输出缓存(Out BUFFER)、数模变换(DAC)模块(带有存储器DAC MEM)，以及多路选择器(MUX)。图中为了表示方便，将P-MEM、X-MEM、InBUFFER、Out BUFFER统一用P，X，Y MEM In&Out Buffer框表示。Y MEM表示DSP的另一数据存储器，在控制部分将会涉及。数字信号处理器接口模块可以根据需要选用现有产品，当有多路语音输入时，模数变换模块可以有多个。
麦克输入MIC IN经模数变换模块变换为16BIT的数字数据ADC OUT；该数据通过数字信号处理器接口模块存到输入缓存中；DSP通过DSP_IF模块与各存储器和控制部分通讯，从程序存储器中取指令，DSP运行取数据指令，将输入缓存中的数据取出并存到数据存储器中；DSP按数据处理算法运行指令，将处理后的数据存在数据存储器中的另一位置；DSP按一定速率将此数据通过DSP_IF存到输出缓存中；数模变换模块按输出采样率的频率周期性地将输出数据DSP_IF OUT从输出缓存中取出并将它变换成模拟信号输出到多路选择器；多路选择器的另一路输入为麦克输入MIC IN，并以芯片旁路信号BYPASS为控制信号，如果BYPASS信号为0，将数模变换模块的输出作为芯片的输出信号DAC OUT，否则，将麦克输入MIC IN作为芯片的输出信号DAC OUT。其作用是在不需要语音信号处理装置工作时直接输出语音。
控制部分主要包括主控制接口(HIF)模块和电源开通复位(POR)模块。
主控制接口(HIF)模块提供了外部主控制芯片(HOST)访问ADC、DAC和DSP_IF模块中的寄存器的接口，达到控制各模块的目的；外部主控制芯片可通过主控制接口模块进行总线切换，将程序或数据下载到P MEM、X MEM或DSP的另一数据存储器Y MEM中；外部主控制芯片还可以通过主控制接口模块访问DSP_IF中的命令寄存器组，该组寄存器也可以被DSP访问，从而能实现HOST与DSP的通讯；电源开通复位(POR)模块在1.8V电源上电时，为整个装置提供复位信号。
根据DSP软件的不同，该语音信号处理装置能实现全部或部分的如下功能：(1)ONE-MIC算法：能消除平稳的背景噪声。(2)TWO-MIC算法：能消除背景语音或音乐。(3)ADD-NOISE算法：能添加背景噪声或语音。(4)PITCH-SCALE算法：能改变语音的语调，如将男声变女声，女声变男声。(5)DISTANCE-ADOPT算法：能适应语音输入距离的变化。不过，本发明的重点在语音信号处理装置的结构上，并不关心这些算法的具体处理流程。
下面以TWO-MIC算法为例介绍一下利用本装置实现背景音乐或语音消除的过程，如图3所示。
TWO-MIC算法利用一个麦克主要拾取说话者的语音信号VOICE，另一个麦克主要是拾取背景语音或音乐噪声NOISE；声波振动信号经过麦克拾取后变为模拟电信号MIC1 IN和MIC2 IN，此两路电信号经过模数变换模块ADC1和ADC2分别变换为数字信号ADC1 OUT和ADC2 OUT；DSP执行TWO-MIC算法，将语音和噪声数据处理后，生成清楚的无噪声数据并送给数模变换模块DAC；DAC将数字数据变换为模拟信号DAC OUT并送给说话者手机(MOBILE FOR TALKER)；说话者手机将信号通过无线方式(WIRELESS)传给听话者手机，这样听话者就清楚地听到了经过噪声去除的说话者语音。
Claims (8)
1、一种实现语音信号处理的装置，包括数据部分和控制部分，其特征在于，所述数据部分进一步包括模数变换模块、数字信号处理器接口模块DSP_IF、数字信号处理器DSP、存储模块和数模变换模块，其中：
所述模数变换模块用于接收麦克输入的模拟语音信号，变换为数字信号后输出到所述存储模块进行缓存；
所述存储模块用于缓存要输入DSP和DSP要输出的数据，DSP要运行的程序指令以及处理过程中使用和得到的数据；
所述DSP_IF用于提供DSP与所述存储模块之间，以及DSP与控制部分之间的通讯接口；
所述DSP用于运行程序指令，完成对输入语音信号的处理；
所述数模变换模块用于将处理后的语音数字信号取出并转换为模拟信号输出；
所述控制部分包括主控制接口模块，用于提供外部主控制芯片访问所述模数变换模块、数模变换模块，以及DSP_IF中的寄存器的接口。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储模块进一步分为：输入缓存，用于缓存模数变换模块输出的数字信号；程序存储器，用于保存DSP要运行的程序指令；数据存储器，用于暂存DSP处理过程中从输入缓存取出的数据以及处理产生的结果数据；输出缓存，用于缓存DSP处理后的要输出的结果数据。
3、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据部分还包括一多路选择器，用于接收数模变换模块输出的处理后的模拟信号以及麦克输入的模拟语音信号，根据一旁路控制信号选择输出信号，在不需要语音信号处理装置工作时直接输出麦克输入的语音信号。
4、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述DSP用于实现以下功能中的一种或任意组合：A，消除平稳的背景噪声；B，消除背景语音或音乐；C，添加背景噪声或语音；D，改变语音的语调；E，适应语音输入距离的变化。
5、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制部分还包括一电源开通复位模块，用于为整个装置提供复位信号。
6、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述DSP_IF中还包括命令寄存器组，供DSP访问以及供外部主控制芯片通过主控制接口模块访问，实现DSP与外部主控制芯片的通讯。
7、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述DSP_IF还用于进行总线切换，将所述主控制接口模块输出的外部程序或数据下载到所述存储模块中。
8、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模数变换模块设置有多个，以接收多路麦克输入的模拟语音。
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