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13基于DSP的语音钥匙

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基于DSP的语音钥匙1.设计内容与任务 语音信号处理是利用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科，其核心技术包括语音合成、语音识别、语音测评等，是现代人机交互的重要方式之一，具有广泛的应用前景。近年来随着互联网和通信的发展，信息检索也呈现多样化，如文字检索、语音检索和基于内容的图像检索，其中语音检索将成为跨领域资源整合的纽带，而语音检索的关键在于进行语音匹配与识别。本实验设计一个基于DSP处理系统的语音钥匙，实验内容如图1所示：

图1 实验内容设计设计的任务要求分为基础要求和发挥部分。 （1）基础要求：

利用Matlab将采集到的一段语音进行仿真处理，实现基于语音相关匹配的较为简单的语音

钥匙的功能。在CCS编译环境下利用C语言编写语音钥匙程序，并在BJTU-DSP5502实验系统平台上实现。若语音钥匙开启，将指示灯D1进行1Hz闪烁（慢闪），并进行

相应的语音提示。未开启，将指示灯D1进行3Hz闪烁（快闪），并进行相应的语音提示。

（2）发挥部分：

利用Matlab将采集到的一段语音进行仿真处理，实现基于语音特征值匹配的较为复杂的语

音钥匙的功能。此语音钥匙安全性更高。在CCS编译环境下利用C语言编写语音钥匙程序，并

在BJTU-DSP5502实验系统平台上实现。若语音钥匙开启，将指示灯D1进行1Hz闪烁（慢闪），并进行

相应的语音提示。未开启，将指示灯D1进行3Hz闪烁（快闪），并进行相应的语音提示。

2.设计过程及要求 （1）理解语音信号的基本特征，学会利用Matlab对语音信号进行处理的基本方法与流程； （2）学会利用Matlab对语音信号的预处理的方法和去噪的方法、信号相关算法仿真； （3）掌握利用CCS编程环境编写语音信号处理算法(C代码)，并在BJTU-DSP5502实验系统上实现。

（4）设计合理的结果测试方式和方法，验证所设计系统的正确性；

（5）按照给定的模板撰写实验报告，并参加统一的验收答辩。如参加争优环节需另外提前报名，通过公开答辩方式通过验收。

3.相关知识及背景 （1）语音信号的波形和频谱特性分析；

（2）信号检测、噪声去除、信号相关理论与算法；

（3）语音钥匙的Matlab仿真验证；

（4）BJTU-DSP5502实验系统的搭建与编程环境CCS的配置；

（5）DSP系统软件编程、调试与实验结果的验证。

4.设计目的 （1）加深学生对语音信号处理的基本方法的了解，加深对信号检测与去噪、信号相关的理解。（2）培养学生发现问题、分析问题、应用信号处理的基本原理解决实际问题的能力。（3）锻炼学生综合利用数字信号处理基本原理和BJTU-DSP5502实验系统解决实际问题的能力，提高学生的工程素质和动手能力。

5.背景知识语音信号处理是智能化技术的重要内容，二十世纪六、七十年代以来，随着数字信号处理理论的发展，以及集成芯片技术、计算机技术、通信和网络技术的发展，语音信号处理在智能技术领域得到不断的应用。相关知识：语音信号描述；语音信号端点确定、相关运算、信号去噪方法；DSP

信号处理器原理与编程方法、A/D和D/A原理与编程、DMA原理与编程。BJTU-DSP5502实验系统是北京交通大学电信学院国家电工电子教学基地自行开发的一套DSP信号处

理硬件实验系统。实验系统资源连接图如图2所示，本实验中所使用的板上资源主要包括以下部分：DSP芯片：TMS320VC5502@300MHz语音芯片：TLV320AIC23B(内含A/D、D/A转换器各一个)

语音采集和输出端口（J7、J6）：麦克风输入接口(J7)，语音输出接口(J6)DSP芯片TMS320VC5502

A/DA/D功放电路滤波放大电路麦克风输入接口J7语音输出接口J6系统扩展板接口JTAG仿真器接口FLASH (SST39VF400A-70)256K×16bitSDRAM(HY57V643220CT)2M×32bit

声音源输出结果CODEC(TLV320AIC23B)(内含A/D、D/A转换器)

图2 BJTU-DSP5502实验系统资源

6.原理及方案（1）基本原理简单的语音钥匙：对采集到的语音信号和已存入的语音信号进行相关运算，相关度较大时语音钥匙开启。（2）实验方案

实验方案由学生自行设计，利用BJTU-DSP5502实现可参考如图4所示方案：

系统上电复位A/D和D/A初始化语音经J7至A/D输入DSP结果经D/A至J6输出

图3 参考实验方案流程

7.实验报告要求（1）实验需求分析：通过对实验题目的内容和任务，分析完成该实验所需的工作内容；

（2）实现方案设计：给出具体的系统设计方案和实现方案，包含相关理论的分析；

（3）方案仿真验证：利用Matlab进行系统方案的验证，并记录仿真结果相关数据；

（4）软件流程设计：给出利用BJTU-DSP5502软件实现系统方案的软件流程图；

（5）数据测试验证：记录软仿真、DSP实时处理测试方法和测试结果；

（6）实验结果总结：对系统设计方案和测试结果进行总结，分析存在的问题和原因；（7）过程个人体会：总结通过该实验过程，个人能力提升等方面的体会和感受。

8.考核要求与方法 考核强调实验过程和解决问题的方法。课程的实践性不仅体现具有实际操作能力，更注重学生应用DSP的理论和方法分析问题和解决问题的能力。因此，课程设计的考核分为三个部分:(1)设计报告：应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、总结体会等。(2)课程设计答辩：考察学生实际掌握的能力和表达能力。(3)设计工程与成品：观察实验现象，是否达到技术要求。 考核详细清单如下。基本要求类型序号测试项目满分测试记录评分备注仿真(1)Matlab仿真15是否正确（ ）CCS设置5是否正确（ ）工程的打开、编译链接、装载及运行5是否正确（ ）工程的调试，单步运行、全速运行、断点运行、变量观察、图形观察窗的使用5是否正确（ ）

利用DMA实现信号采集与传输5有（ ）无（ ）相关运算5是否正确（ ）端点检测5是否可行（ ）(2)

语音去噪5是否可行（ ）

(3)实现过程问题探讨10是否准确（ ）并有效解决（ ）设计要求

(4)结果测试与验证10是否正确（ ）

总分70

发挥部分类型序号测试项目满分测试记录评分备注仿真(5)Matlab仿真10是否正确（ ）语音特征值提取5是否可行（ ）设计要求(6)

建立语音模板5是否可行（ ）(7)结果测试与验证10是否正确（ ）

总分30

9 项目特色或创新 (1)以DSP实现语音钥匙为载体，实验现象有趣，能有效地激发学生的学习兴趣和好奇心。

(2)将数字信号处理知识和实际应用相结合、理论设计与系统仿真相结合，软件编程与硬件实现相结合，全面提升学生综合分析问题、解决问题的能力。(3)实验任务具有多层次性和开放性，分级考核、注重过程，充分鼓励学生的创新精神和探索精神。

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基于DSP的智能漏电保护装置研究

基于DSP的智能漏电保护装置研究

第３８卷第８期　２０　０　７年８月　人　民　长　江　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　Ｖｏ１．３８．Ｎｏ．８　Ａｕｇ．，２００７　文章编号：１００１—４１７９（２００７）０８—０１４４—０１　基于ＤＳＰ的智能漏电保护装置研究　陈　堇　欧阳静　尹　康　（武汉大学电气工程学院，湖北武汉４３００７２）　摘要：漏电保护器（即剩余电流动作保护器）是指能同时完成检测剩余电流，并与基准值相比较，＂－３剩余电流超　过基准值时断开被保护电路的装置。它主要用于保护人身安全和防止漏电火灾，有的还可用于过载保护、短路　保护、欠压及过压保护等，是非常重要的线路保护设备。介绍了一种通过零序电流来判断是否漏电的新型、快　速、低成本的漏电保护装置的实现，并结合线路测温及烟雾传感器判断线路短路，以防止火灾的发生。　关键词：漏电保护；漏电流；ＤＳＰ；零序电流　中图分类号：ＴＭ０８　文献标识码：Ａ　１研究现状　我国漏电保护器的生产和应用起步较晚，从２０世纪７０年　代中期开始发展，并首先在农村低压电网中推广应用。经过自　行研制、开发，引进国外先进技术，现已形成一个品种完善，规格　齐全，符合ＩＥＣ国际标准的漏电电流保护器的产品系列，在低压　电网的安全保护中发挥着重要作用。本文介绍了一种通过零序　电流来判断是否漏电的新型、快速、低成本的漏电保护装置。　２装置的实现方案　（１）主ＣＰＵ选择。本装置采用了ｒＩ１公司最近推出的高速　微处理器ＴＭＳ３２０Ｆ２８０１５作为主ＣＰＵ，利用ＤＳＰ强大的计算能力　直接计算零序电流，从而不必像传统的漏电保护器需要安装零　序电流传感器。使用ＤＳＰ还可以方便地实现数字滤波，使外围　电路大大减少，节省了成本，减少了响应时间，提高了可靠性，加　强了人机互动。图１为本装置的系统框图。　卜　Ｊ串　采样厂一’　｝　一　模　Ｉ信　数　Ｉ接　转　ｌ　口　火灾监测卜＿——　换　，　Ｉ　ＧＰ　ｒ０　消防联动ｋ——＋　ｌ　ＣＡ　Ｉ　ｓ㈣　口　总线　图１漏电保护装置系统示意　（２）电流的采集。从线路上采集的电流通过Ｉ／Ｖ变换，再进　行电压抬升，使其电压为０～３．０　Ｖ，然后送入ＤＳＰ进行采样。　（３）线路测温。当线路发生短路时，漏电流并没有达到设　定值，漏电保护器不会跳闸。为了避免这种情况，防止火灾，本　收稿１５ｔ期：２００７—０６—２４　作者简介：陈　至，男，武汉大学电气工程学院。　系统对线路温度进行监测。采用了两种测温方式：①利用热敏　电阻（接触式）；②使用红外测温（ｔＰ接触式），作为备用。　（４）语音及蜂鸣器播报故障、ＬＣＤ显示。漏电流达到设定　值时，断路器跳闸，语音芯片及蜂鸣器播报故障，ＬＣＤ显示漏电　流的大小和哪一相，便于工作人员及时维修。　３软件实现　由于ＴＭＳ３２０Ｆ２８０１５的Ｆｌａｓｈ仅有３２　Ｋ，为了达到响应时间　尽量少的要求，使用汇编语言编程。主程序中包括初始化子程　序、漏电流检测子程序、线路测温子程序、烟雾传感子程序等。　当电路中发生触电或漏电故障时，回路中有漏电电流流过，　这时三相电流矢量和不为零，所产生的电流即为零序电流，其矢　量和为　＋，＾＋　＝３，０。分析输电线路发生的各种故障，只　有单相接地短路和两相接地故障才同时出现零序和负序分量，　所以可以把零序电流作为是否漏电的判断依据。当零序电流达　到动作值时，断路器跳闸并报警。当线路发生断路时，零序电流　无法计算，也会报警。　可以根据现场环境及具体的要求设定不同的漏电动作电流　值，根据保护的级别设定不同的脱扣动作时间，以满足选择性漏　电保护。由于篇幅有限，本文仅列出了主程序流程图和滤波子　程序流程图。图２为主程序流程。　由　＋，＾＋　＝３，０，求零序电流的关键在求ＡＢＣ三相电　流的矢量和。工频电流的周期为２０　ｎ２８，如果采完一个周期再计　算，等待的时间太长。可在ＤＳＰ中设置一个存储空间放置这些　采样点，使用一个中断来控制采样。每次采样１／２周期，原来的　采样值依次后移，最后面的丢弃，新的采样值放到前面。　求ＡＢＣ三相电流的矢量和就必须三相同时采样，但　ＴＭＳ３２０Ｆ２８０１５的ＡＤＣ模块只有一个转换器。ＡＢＣ相分３路　（下转第１５９页）

语音控制计算器的设计与实现

语音控制计算器的设计与实现

语音控制计算器的设计与实现

严新华

【摘 要】为了使用户在电脑上使用计算器时更加方便,分析了在语音控制计算器中应用Speech SDK的关键技术,研究和设计了一款基于Speech SDK 5.1的语音控制计算器,并用VC++6.0加以实现.经在低噪音环境和中等噪音环境下测试,该语音控制计算器识别准确率高、使用方便,能够给用户带来更加良好的使用体验.

【期刊名称】《商洛学院学报》

【年(卷),期】2013(027)002

【总页数】3页(P19-21)

【关键词】Speech SDK;语音控制;计算器

【作 者】严新华

【作者单位】商洛学院现代教育技术中心,陕西商洛726000

【正文语种】中 文

【中图分类】TP391.42

计算器是计算机上常用的工具软件，在日常工作和生活中带给人们极大的方便。Windows操作系统就自带了一款计算器，除了这款计算器之外，许多开发者也开发了各种不同的计算器。这些计算器都采用键盘和鼠标输入，用鼠标点击输入效率很低，而用键盘输入很繁琐，输入数据较多时手指容易疲劳，容易输错，用户体验很差。如果能用语音控制输入，只要说出需要计算的数值和运算就能看到相应的结果，就能使用户使用起来更加方便，使用户可以轻松愉快地完成运算工作。而语音识别技术经过多年的发展已经逐渐进入实用阶段[1]，IBM、微软等公司都推出了自己的语音识别和合成引擎。本文就基于微软公司的Speech SDK 5.1研究和设计了一款语音控制的计算器，经测试输入准确率高，使用方便，能够给用户带来更加良好的使用体验。

1 Speech SDK 5.1简介

微软的Speech SDK 5.1是一套语音应用程序开发包，可以识别多种语言，包括英文、中文和日文等[2]。SDK里提供了语音识别与合成的引擎组件和应用程序层接口，还包括详细的技术资料和帮助文档[3]。它完全遵循COM标准，底层的协议都采用COM组件的形式，与应用程序层完全独立[4]。和语音相关的工作由COM组件完成，包括语音识别引擎(Speech Recognition，简称SR)和语音合成引擎(Text To Speech，简称TTS)，分别管理语音的识别与合成[5]。这使得应用程序设计人员可以忽略复杂的语音技术，直接调用相关的语音应用程序接口（SAPI）来实现语音功能，从而专注于语音应用程序的开发。SAPI 5.1的体系结构如图1所示。

电子信息工程论文题目.doc

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23、基于DSP的语音采集与回音效果的系统实现

24、低速语音编码算法的研究

25、汽车防盗报警设备中无线遥控接收模块设计与实现

26、光电板自动跟踪系统软件设计

27、基于QuartusⅡ平台实现FSK调制解调

28、基于FPGA的HDB3编码系统设计与实现

29、语音信号的抑噪电路设计

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31、组合式多幅面广告装置的主控制电路设计

32、基于MATLAB的光纤通信系统中的脉冲可视化研究

一种基于DSP的多功能数字留言电话系统设计

一种基于DSP的多功能数字留言电话系统设计

一种基于ＤＳＰ的多功能数字　．系统设计．　

留言电话系统设计　

顾夏华，林嘉宇，唐朝京　（国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙４１００７３）　

【摘要】给出了一种基于ＤＳＰ技术实现的多功能数字留言电话的系统设计方法。设计，采用　

了ＤＳＰ、语音编码、ＡＣＭ，Ｆｌａｓｈ　ＭｅｎｌｏＤ＂，ＲＳ一２３２串ｔ３＇通信、数据加密等技术，充分考虑到不同用户　曲需求，设计出了具有多功能的电话系统。　Ｉ关键词】留言电话；数字信号处理器；音频压缩处理嚣；闪存　

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ａ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ　ｍｕｈｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｌｅａｖｅ　

ｗｏｒｄ　ｃａｌｌ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ．Ｗｅ　ｕｓｅｄ　ｓｏｍｅ　ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｄｉ￣ｔＭ　ｓｉｇｎａｌ　

ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｓｐｅｅｃｈ　ｃｏｄｉｎｇ，ａｕｄｉｏ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｒ，ｆｌａｓｈ　ｍｅｍｏｒｙ，ＲＳ一２３２　ｓｅｒｉａｌ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａ—　

ｌｉｏｎ．ｄａｔａ　ｅｎｃＩ￣，ｐｔ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ　ｉｎ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ　ｍｕｈｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ　ｗｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｐｅｄ　ｃａｎ　ｂｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｂｙ　ｍｏｓｔ　ＣＯｌａＳＵｌｉｌｅｌ￣，．　

【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ｌｅａｖｅ　ｗｏｒｄ　ｃａｌｌ；ｄｉｇｉｔａｌ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；ａｕｄｉｏ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｒ：ｆｌａｓｈ　

ｆｌｌｅａｌｏｎ　

ｌ　概述　

１．１系统功能摄述　

数字留言电话使得电话录音实现数字化，彻底　抛弃基于磁带记录的留言模式，语音信号的处理、　

存储等使用数字方式，可提供高质量的语音和方便　的加密、分段查询、编辑等功能。可用于记者电话采