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基于LOG-PCM技术的语音合成芯片的研究与实现

作　者: 吴春娥
导　师: 魏廷存
学　校: 西北工业大学
专　业: 软件工程
关键词: 语音合成芯片脉冲编码调制对数脉冲编码调制脉冲宽度调制
分类号: TN912.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 95次
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内容摘要

语音信号是人类社会发展过程中最基本、最重要的信息载体。在高度信息化的今天，语音信号处理已经成为信息社会不可缺少的重要组成部分，目前，对语音信号处理，包括编解码技术等的研究极为活跃，正处于迅速发展之中，其研究成果也具有重要的学术意义和实用价值。近年来随着半导体技术的迅速发展，集成电路的集成度按照Moore定律飞速发展：LSI——VLSI——ULSI——SOC。语音合成芯片自二十世纪七十年代诞生以来，发展非常迅速，目前已广泛应用于不同领域的各种消费性电子产品中。但是这些研究成果大部分是来自国外的，而国内语音合成芯片的设计和生产却很少，所以，在这样的背景下，研究语音合成芯片具有广阔的市场前景和现实意义。本文根据实际的应用背景，选择了一种最基本的语音编码方法LOG-PCM，即对数脉冲编码调制，作为该系统的编码方案，运用了集成电路设计中普遍使用的Top-Down的设计方法，实现了一种基于LOG-PCM技术的全数字电路的语音合成芯片。本文首先简单介绍了语音信号处理和语音合成芯片的发展状况，接下来详细讲述了LOG-PCM的基本原理，然后根据芯片的功能要求给出了系统的总体模块划分，并详细介绍了系统各个模块的具体实现，最后通过仿真软件对该系统各功能模块的电路进行仿真和分析，并通过FPGA验证、电路板调试，结果表明该系统能够满足语音合成芯片的各项性能指标。该系统所实现的语音合成芯片音质效果较好，且设计简单、实现方便、成本低廉，所以可被广泛应用于各种发声的电子消费产品中。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-17
  1.1 引言  7
  1.2 语音信号处理综述  7-12
    1.2.1 语音编码的应用  8-9
    1.2.2 语音编码的发展  9-11
    1.2.3 语音编码发展趋势  11-12
  1.3 语音合成芯片综述  12-14
    1.3.1 语音合成芯片的发展  12-13
    1.3.2 语音合成芯片的分类  13-14
  1.4 本文研究内容  14-17
第二章语音信号编码原理  17-29
  2.1 语音编码的属性  17-19
  2.2 编码算法选择  19-20
  2.3 LOG-PCM原理  20-29
    2.3.1 抽样  21-22
    2.3.2 量化  22-26
    2.3.3 编码  26-29
第三章语音合成芯片的总体设计  29-39
  3.1 设计方法与流程  29-33
    3.1.1 TOP-DOWN设计方法  29-31
    3.1.2 设计流程  31-33
  3.2 芯片概况  33-35
  3.3 总体设计规划  35-39
第四章语音合成芯片的关键模块实现  39-65
  4.1 关键模块的实现  39-63
    4.1.1 VOICE ROM模块  39-43
    4.1.2 OSCILLATOR CIRCUIT模块  43-46
    4.1.3 TIMING GENERATOR模块  46-48
    4.1.4 LOG-PCM DECODER模块  48-50
    4.1.S OUTPUT BUFFER模块  50-58
    4.1.6 CONTROL LOGIC模块  58-63
  4.2 版图实现  63-65
第五章芯片验证与性能分析  65-69
  5.1 芯片验证  65-66
  5.2 性能分析  66-69
    5.2.1 功耗  66-68
    5.2.2 面积  68-69
第六章结论  69-71
参考文献  71-73
硕士研究生期间发表论文及参与项目情况  73-75
致谢  75-77

基于LOG-PCM技术的语音合成芯片的研究与实现

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