语音合成算法研究及嵌入式语音合成系统的实现

摘要

该论文主要研究了语音合成技术中的波形编码、参数编码和混合编码等语音压缩编码算法的原理及特点,并就最具代表性的线性预测编码LPC、码激励线性预测编码CELP和混合激励线性预测编码MELP等编码算法进行了较深入的研究,结合码激励线性预测编码CELP算法,尝试构建了一个通用型的嵌入式语音合成系统,并结合实际应用将基于CELP编码算法的嵌入式语音合成系统加以实现。该系统的特点是：显示在LCD屏上的信息,可根据需要选择语音发声；信息的内容可以通过通讯接口及时更新或补充,系统的操作控制通过键盘来实现。构建基于CELP编码算法的嵌入式语音合成系统的具体工作摘要如下：1、研究了波形编码、参数编码和混合编码等语音压缩编码算法的原理及特点,分析了最具代表性的线性预测编码LPC、码激励线性预测编码CELP和混合激励线性预测编码MELP等语音压缩编码算法的优缺点、算法实现的复杂程度及语音压缩数据的存储容量等因素,确定了语音合成效果好、实现较为简单、制作成本可以接受的码激励线性预测编码CELP作为本系统的编码算法。2、分析市场的相关产品,选择了实现码激励线性预测编码CELP算法的语音合成芯片SC-691,并介绍该芯片的主要性能及与微处理器的接口。3、论述压缩语音数据库的制作和存储方法。包括原始语音文件的录制及预处理、语音压缩数据的生成及其存储方法等。4、论述并构建通用型的嵌入式语音合成系统,该系统主要由语音合成芯片SC-691、微处理器、LCD液晶显示屏、键盘和通讯接口等几部分组成。5、根据实际应用的功能要求,具体设计实现了基于CELP编码算法的嵌入式语音合成系统。包括硬件系统中语音合成器的设计、存储器的设计、LCD显示模块的设计、可编程逻辑器件PLD的设计、键盘的设计和通讯接口的设计等；系统软件编制中压缩语音数据的存储顺序和查询方法、语音合成发声、

目录

中文摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 语音合成概述

1.2 语音合成技术发展现状及方向

1.3 语音合成技术与单片机的综合应用

1.4 项目来源和功能要求

1.5 本文的主要工作及内容安排

第二章 语音编码技术

2.1 语音编码技术的分类

2.1.1 波形编码

2.1.2 参数编码

2.1.3 混合编码

2.2 线性预测编码LPC

2.2.1 LPC分析的基本概念

2.2.2 LPC编码小结

2.3 码激励线性预测编码CELP

2.3.1 CELP编码概述

2.3.2 矢量量化的基本原理

2.3.3 矢量量化中码本的生成

2.3.4 CELP中的码本搜索算法

2.4 混合激励线性预测编码MELP

2.4.1 MELP编码研究

2.4.2 混合激励模型

2.4.3 激励信号的整形

2.4.4 基音检测

2.4.5 多级知量量化

第三章 嵌入式语音合成系统

3.1 语音合成算法的实现

3.1.1 语音芯片简介

3.1.2 语音芯片的主要特性

3.1.3 语音芯片与微处理器的接口

3.2 语音压缩数据库的建立

3.2.1 语音文件的获得

3.2.2 语音文件的预处理

3.2.3 语音压缩数据的生成

3.2.4 语音压缩数据的存储

3.3 显示模块

3.4 键盘模块

3.5 通信模块

第四章 嵌入式语音合成系统的应用

4.1 硬件设计

4.1.1 硬件功能的划分

4.1.2 语音合成器的设计

4.1.3 存储器的设计

4.1.4 LCD显示模块的设计

4.1.5 可编程逻辑器件PLD的设计

4.1.6 键盘的设计

4.1.7 通讯接口的设计

4.2 软件设计

4.2.1 软件功能的划分

4.2.2 语音合成

4.2.3 LCD显示

4.2.4 键盘处理

4.2.5 通讯接口

第五章 结论

参考文献

致谢

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