一种语音信号处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种语音信号处理装置，包括主控单元（５）和第一编码解码单元（６），主控单元（５）由可编程逻辑器件组成，包括ＰＣＭ数据接口（５１）、第一发送模块（５２）、第一接收模块（５３）、对外接口（５４）；所述ＰＣＭ数据接口（５１）、所述第一编码解码单元（６）、所述第一发送模块（５２）、所述对外接口（５４）顺次连接组成第一编码电路；所述ＰＣＭ数据接口（５１）、所述第一编码解码单元（６）、所述第一接收模块（５３）和所述对外接口（５４）顺次连接组成第一解码电路。本发明专利技术提供的语音信号处理装置的主控单元由可编程逻辑器件（ＦＰＧＡ）组成，ＦＰＧＡ内部的功能模块具有重用性，降低了该语音信号处理装置的移植成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及语音信号的处理，更具体地，涉及一种语音信号处理装置。
技术介绍
语音信号处理通常是指用数字信号处理技术对模拟形式的语音信号进行 处理。它的目的之一是通过处理得到一些反映语音信号的重要特征的语音参 数以便高效的传输或储存语音信号信息，因为数字化的语音信号在传输和存 储方面具有可靠性强、抗干扰能力、快速交换等优势。语音信号的编码和解码是语音信号处理的重要步骤。编码是为了压缩数 字语音传输的比特率，以使同样的信道容量能传输更多路的语音信号，节省存储空间，在过去的50多年时间里，语音编码技术取得了迅速的发展。语音 信号的编码大致可以分为四种方式时域波形编码、变换域编码、参数编码 和混合编码。时域波形编码只针对语音波形进行编码。这种方法在降低量化每个语音 样本比特数的同时，又保持了相对良好的语音质量。波形编码主要有脉冲编 码调制(PCM)、增量调制(DM)、自适应增量调制(ADM)、自适应差分脉 冲编码调制(ADPCM)和自适应预测编码调制(APC)等。PCM的最大缺点 是数码率高，在传输时所占频带较宽。变换域编码方式主要有子带编码(SBC)和自适应变换编码(ATC)。虽 然时域分析具有简单、计算量小、物理意义明确等优点，但由于语音信号最 重要的感知特性反映在功率镨中，而相位变化只起到很小的作用，因此作为 变换域主要使用的频域分析比时域分析更为重要。参数编码是基于人发声和听觉模型的编码方法，它分析并提取语音信号的特征参数，且只传送能够合成语音信息的参数，通过参数还原语音。典型的声码器有i普带式、共振峰式和按线形预测(LP)分析所组成的声码器等。混合编码结合上述几种编码方式的优点，在保留参数模型技术精华的基础上，应用波形编码准则去优化激励信号，从而在4.8 ~ 9.6Kb/s的码率上 获得了较高质量的合成语音。美国麻省理工学院(MIT)的D.W.Griffin博士提出 的多带激励(MBE)语音编码方案突破了二元激励的局限性，是一个不用预测残 差的完全的参数语音编码器，在2.0kb/s 4.8kb/s速率内能够合成质量比传统 声码器好得多的语音，并且具有较好的自然度和容忍环境噪声的能力，是目 前这一速率范围内的一种较理想的编码算法。AMBE (先进多带激励)是在 MBE基础上的改进和补充。图1是现有的一种语音信号处理装置的示意图。如图1所示，该语音处 理装置包括MCU (微处理器)1、编码解码单元2、 A/D转换器3和D/A转 换器4。其中，MCU l作为主控单元，用于对传输的数据格式进行符合信道 传输和编码解码芯片数据格式的相互转换，并通过引脚10对编码解码单元2 进行配置和控制。编码解码单元2—般采用专用的编码解码芯片，例如DVSI (DigitalVoice System Inc.)公司推出的芯片AMBE-2000,用于对语音信号进 行编码和解码。A/D转换器3和D/A转换器4分别用于对语音信号进行模拟 到数字转换和数字到模拟转换。现有的这种语音信号处理装置的对外接口 11只能采用MCU自带的或者 扩展接口。因为，在不同的应用环境中往往需要使用不同的MCU,从而需要 重新设计硬件电路，以及对软件进行大量的修改，加重了技术人员的负担成 本，导致移植到不同应用环境的成本很高。
技术实现思路
针对上述现有的语音信号处理装置移植到不同应用环境的成本高的缺陷，提供一种语音信号处理装置，该语音信号处理装置能以较低的成本快速 移植到不同的应用环境中。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的语音信号处理装置包括主控单元和 第一编码解码单元(例如专用的编码解码芯片)，所述主控单元由可编程逻辑器件组成，包括PCM数据接口、第一发送模块、第一接收模块、对外接口； 所述PCM数据接口、所述第一编码解码单元、所述第一发送^^莫块、所述对外 接口顺次连接组成第一编码电路，其中，所述PCM数据接口用于接收外部的 PCM数据，所述第一编码解码单元用于对所述PCM数据进行编码处理并产 生编码数据，所述第一发送模块用于将所述编码数据发送给对外接口，所述 对外接口用于将所述编码数据转换成信道数据并将所述信道数据发送给外部 的传输信道；所述PCMlt据接口、所述第一编码解码单元、所述第一接收才莫 块和所述对外接口顺次连接组成第一解码电路，其中，所述对外々妻口从外部 的传输信道接收信道数据并将所述信道数据转化成编码数据，所述第一接收 模块将所述编码数据发送给所述第一编码解码单元，所述第一编码解码单元 用于对所述PCM数据进行解码处理并产生PCM数据，所述PCM信号接口接 收所述PCM lt据并向外部发送所述PCM数据。与现有的语音信号处理装置相比，本专利技术提供的语音信号处理装置的主 控单元由可编程逻辑器件(FPGA)组成，语音信号处理装置的对外接口由 FPGA提供。由于FPGA内的功能模块以硬件语言形式存在，所以，即使该语 音信号处理模块应用到不同的环境时需要修改FPGA的接口引脚或者修改 FPGA的器件型号，依然能够重复使用已有的功能模块，不需要重新设计硬件 电路和大量修改软件，从而使得该语音信号处理装置能以较低的成本移植到 不同的应用环境中。优选地所述语音信号处理装置还包括第二编码解码单元，所述主控单 元还包括时隙控制模块、第二发送模块和第二接收模块；所述PCM数据接口 、 所述第二编码解码单元、所述第二发送模块、对外接口顺次连接组成第二编 码电路，其中，所述第二编码解码单元用于对所述PCM数据接口接收的PCM 数据进行编码处理并产生编码数据，所述第二发送模块用于将所述编码数据 发送给对外接口；所述PCM数据接口、所述第二编码解码单元、所述第二接 收模块和对外接口顺次连接组成第二解码电路，其中，所述第二接收模块将 所述对外接口产生的编码数据发送给所述第二编码解码单元，所述第二编码 解码单元用于对所述编码数据进行解码处理并产生PCM数据；所述时隙控制 模块连接所述PCM数据接口和所述对外接口 ，用于产生对应于所述第一编码 解码单元和第二编码解码单元的时隙，PCM数据接口才艮据当前时隙将所接收 的PCM数据发送《会与所述当前时隙对应的编码解码单元，对外接口根据所述 时隙将所接收的编码数据发送给与所迷当前时隙对应的编码解码单元。在该 优选方案中，语音信号处理模块包括两个编码解码单元，时隙控制模块用于 协调该两个编码解码单元，使得该语音信号处理模块具有两路处理能力。优选地所述语音信号处理装置还包括第三编码解码单元和第四编码解 码单元，所述主控单元还包括第三发送模块、第三接收模块以及第四发送模 块、第四接收模块；所述PCM数据接口、所述第三编码解码单元、所迷第三 发送模块、对外接口顺次连接组成第三编码电路，所述PCM数据接口、所述 第三编码解码单元、所述第三接收模块、对外接口顺次连接组成第三解码电 路，所述PCM数据接口、所述第四编码解码单元、所述第四发送模块、对外 接口顺次连接组成第四编码电路，所述PCM数据接口、所述第四编码解码单 元、所述第四接收模块、对外接口顺次连接组成第四解码电路；所述时隙控 制模块还用于产生对应于所述第三编码解码单元和第四编码解码单元的时 隙。在该优选方案中，语音信号处理模块包括四个编码解码单元，时隙控制 模块用于协本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种语音信号处理装置，包括主控单元（５）和第一编码解码单元（６），其特征在于：　所述主控单元（５）由可编程逻辑器件组成，包括ＰＣＭ数据接口（５１）、第一发送模块（５２）、第一接收模块（５３）、对外接口（５４）；　所述ＰＣＭ数据接口（５１）、所述第一编码解码单元（６）、所述第一发送模块（５２）、所述对外接口（５４）顺次连接组成第一编码电路，其中，所述ＰＣＭ数据接口（５１）用于接收外部的ＰＣＭ数据，所述第一编码解码单元（６）用于对所述ＰＣＭ数据进行编码并产生编码数据，所述第一发送模块（５２）用于将所述编码数据发送给对外接口（５４），所述对外接口（５４）用于将所述编码数据转换成信道数据并将所述信道数据发送给外部的传输信道；　所述ＰＣＭ数据接口（５１）、所述第一编码解码单元（６）、所述第一接收模块（５３）和所述对外接口（５４）顺次连接组成第一解码电路，其中，所述对外接口（５４）从外部的传输信道接收信道数据并将所述信道数据转化成编码数据，所述第一接收模块（５３）将所述编码数据发送给所述第一编码解码单元（６），所述第一编码解码单元（６）用于对所述ＰＣＭ数据进行解码处理并产生ＰＣＭ数据，所述ＰＣＭ信号接口（５１）接收所述ＰＣＭ数据并向外部发送所述ＰＣＭ数据。...

【技术特征摘要】
1、一种语音信号处理装置，包括主控单元(5)和第一编码解码单元(6)，其特征在于所述主控单元(5)由可编程逻辑器件组成，包括PCM数据接口(51)、第一发送模块(52)、第一接收模块(53)、对外接口(54)；所述PCM数据接口(51)、所述第一编码解码单元(6)、所述第一发送模块(52)、所述对外接口(54)顺次连接组成第一编码电路，其中，所述PCM数据接口(51)用于接收外部的PCM数据，所述第一编码解码单元(6)用于对所述PCM数据进行编码并产生编码数据，所述第一发送模块(52)用于将所述编码数据发送给对外接口(54)，所述对外接口(54)用于将所述编码数据转换成信道数据并将所述信道数据发送给外部的传输信道；所述PCM数据接口(51)、所述第一编码解码单元(6)、所述第一接收模块(53)和所述对外接口(54)顺次连接组成第一解码电路，其中，所述对外接口(54)从外部的传输信道接收信道数据并将所述信道数据转化成编码数据，所述第一接收模块(53)将所述编码数据发送给所述第一编码解码单元(6)，所述第一编码解码单元(6)用于对所述PCM数据进行解码处理并产生PCM数据，所述PCM信号接口(51)接收所述PCM数据并向外部发送所述PCM数据。2、 根据权利要求1所述的语音信号处理装置，其特征在于所述语音信号处理装置还包括第二编码解码单元(7),所述主控单元还 包括时隙控制模块(59)、第二发送模块(55)和第二接收模块(56);所述PCM数据接口 (51)、所述第二编码解码单元(7)、所述第二发送 模块(55)、对外接口 (54)顺次连接组成第二编码电路，其中，所述第二编 码解码单元(7 )用于对所述PCM数据接口 ( 51 )接收的PCM数据进行编码 处理并产生编码数据，所述第二发送模块(55)用于将所述编码数据发送给对外接口；所述PCM数据接口 (51)、所述第二编码解码单元(7)、所述第二接收 模块(56)和对外接口 (54)顺次连接组成第二解码电路，其中，所述第二 接收模块(56)将所述对外接口 (54)产生的编码数据发送给所述第二编码 解码单元，所述第二编码解码单元(7)用于对所述编码数据进行解码处理并 产生PCM数据；所述时隙控制模块(59 )连接所述PCM数据接口 ( 51 )和所述对外接口 (54),用于产生对应于所述第一编码解码单元(6)和第二编码解码单元(7) 的时隙，所述PCM^t据接口 (51 ) #~据当前时隙将所接收的PCM数据发送 给与所述当前时隙对应的编码解码单元，所述对外接口 (54)才艮据所述时隙 将所接收的编码数据发送给与所述当前时隙对应的编码解码单元。3、 根据权利要求2所述的语音信号处理装置，其特征在于所述语音信号处理装...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振华，王炜发，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第七研究所，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]