基于Zynq-7000硬件平臺的語音信號采集處理設計
發(fā)布時間:2020-06-08 08:03
【摘要】:電磁波作為信息的載體,對其的監(jiān)測是獲取信息的一種有效手段。而無線語音通信在無線通信中占據(jù)著重要的地位,因此,對模擬話音通信的監(jiān)測更是軍事及民用領域中獲取情報的重要手段。對模擬話音信號監(jiān)測需要先進的采集處理設備,原有的設計基于多個分離式接收機,每個接收一路話音,這種設備體積、數(shù)量龐大,只適合在條件好的基地使用。對于移動式、小型平臺,需要一種新型的具有多路同時偵聽,適合多種通信調制方式,模塊化便攜式的接收采集設備。由于語音信號在無線傳輸過程中不可避免的會受到包括自然噪音和人為噪音在內的外部噪音干擾、網(wǎng)絡通信的干擾以與通信網(wǎng)絡間的干擾,以及由通信設備本身的問題引入的噪聲,使得原始干凈的語音信號混入了各類噪聲,監(jiān)聽人員長期工作在強噪聲的環(huán)境中,易受到聽力和心理上的傷害,因此需要對含噪語音信號進行去噪處理,以提高語音的質量。本論文以上述需求為背景,針對實際接收信號的噪聲情況,開展了以噪聲識別和去噪算法為基礎的研究和仿真分析,在基于Zynq-7000的嵌入式射頻收發(fā)硬件平臺上搭建了語音信號采集和處理環(huán)境,完成了算法在基于Zynq-7000的嵌入式射頻收發(fā)硬件平臺上的實現(xiàn)。本文具體研究內容如下:首先,論文研究了語音信號采集處理系統(tǒng)方案和各功能模塊,詳細討論了信號采集功能模塊設計,并著重介紹了基于Zynq-7000的嵌入式射頻收發(fā)硬件平臺。其次,針對模擬語音信號受噪聲影響情況,提出了一種基于直方圖分析和模糊聚類的數(shù)據(jù)分段算法和一種新的基于子帶能量分析的語音信號段識別算法,新的算法以噪聲和語音在時頻域分布上存在的差異為特征,通過運用聚類分析和時頻域子帶能量統(tǒng)計分布分析方法,實現(xiàn)了對語音信號段和強噪聲信號段的識別和標識。最后,搭建了 Zynq-7000平臺上應用程序運行環(huán)境,詳細介紹了啟動SD卡所需的U-Boot、Linux內核、設備樹文件的配置和編譯,以及語音信號處理應用程序的算法實現(xiàn)思路,實現(xiàn)了算法移植到硬件平臺。同時對語音信號采集處理系統(tǒng)中的信號采集功能和信號處理功能分別進行了驗證。
【圖文】:
邐13夬逡逑圖2.3AD9361框圖逡逑AD9361的框圖如圖2.3所示[3'下面對幾個主要部分進行描述:逡逑(1)接收鏈。接收器部分包含接收RF信號并將其轉換為BBP可用的數(shù)字數(shù)據(jù)所必需的逡逑所有塊。兩個獨立控制的通道可以接收來自不同源的信號,,允許該設備用于多輸入多輸出逡逑9逡逑
逡逑圖2.4邋Z-7100開發(fā)板外觀逡逑2.3信號采集處理系統(tǒng)的設計實現(xiàn)逡逑2.3.1整體開發(fā)流程逡逑由于Zynq-7000系列芯片集成了邋FPGA和ARM,因此其開發(fā)流程不同于傳統(tǒng)的FPGA和逡逑ARM的開發(fā)例程。Zynq-7000邋AP邋SoC的Xilinx設計流程的高層次框圖如圖2.5所示[32]:逡逑Install邋Xtiinx邋Toois逡逑System邐邐:邐邐邐邋Appiication逡逑Hardware邋Design邐Y邐Devetopment逡逑'nM_1邋邐'.'"邐邐邋邐>,?邐邋i邋f邐逡逑Vivada邋JPI邋;邋Configure邋PS邐邐邋邐逡逑卜咖娜神認邐1邋StpnllCZT\逡逑:Generate邋Bitstream邐j邐邐y邐逡逑:Export邋to邋SDK邐>邋r邐y邐v邐l邋f逡逑邐邐■丁邐邐.?■■J邐Buiid邋Build邋Create邐*邋Create邋}逡逑一 邐c==。:逡逑YStem邋o邋tv^are邐{hd”邐U-feoot邋utmage邋uRamDisk邋ATF逡逑Development邋邐邐邐逡逑|SDK/HSI:ieateFSBl邐——1——*邐* ̄逡逑:Create邋DevlceTree邋—-k邐SDK/Bootgen:邋Create邋Boot邋Image逡逑:'Create邋PMUFW邐>[邐邐邐逡逑
【學位授予單位】:杭州電子科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:TN912.3
本文編號:2702782
【圖文】:
邐13夬逡逑圖2.3AD9361框圖逡逑AD9361的框圖如圖2.3所示[3'下面對幾個主要部分進行描述:逡逑(1)接收鏈。接收器部分包含接收RF信號并將其轉換為BBP可用的數(shù)字數(shù)據(jù)所必需的逡逑所有塊。兩個獨立控制的通道可以接收來自不同源的信號,,允許該設備用于多輸入多輸出逡逑9逡逑
逡逑圖2.4邋Z-7100開發(fā)板外觀逡逑2.3信號采集處理系統(tǒng)的設計實現(xiàn)逡逑2.3.1整體開發(fā)流程逡逑由于Zynq-7000系列芯片集成了邋FPGA和ARM,因此其開發(fā)流程不同于傳統(tǒng)的FPGA和逡逑ARM的開發(fā)例程。Zynq-7000邋AP邋SoC的Xilinx設計流程的高層次框圖如圖2.5所示[32]:逡逑Install邋Xtiinx邋Toois逡逑System邐邐:邐邐邐邋Appiication逡逑Hardware邋Design邐Y邐Devetopment逡逑'nM_1邋邐'.'"邐邐邋邐>,?邐邋i邋f邐逡逑Vivada邋JPI邋;邋Configure邋PS邐邐邋邐逡逑卜咖娜神認邐1邋StpnllCZT\逡逑:Generate邋Bitstream邐j邐邐y邐逡逑:Export邋to邋SDK邐>邋r邐y邐v邐l邋f逡逑邐邐■丁邐邐.?■■J邐Buiid邋Build邋Create邐*邋Create邋}逡逑一 邐c==。:逡逑YStem邋o邋tv^are邐{hd”邐U-feoot邋utmage邋uRamDisk邋ATF逡逑Development邋邐邐邐逡逑|SDK/HSI:ieateFSBl邐——1——*邐* ̄逡逑:Create邋DevlceTree邋—-k邐SDK/Bootgen:邋Create邋Boot邋Image逡逑:'Create邋PMUFW邐>[邐邐邐逡逑
【學位授予單位】:杭州電子科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:TN912.3
【參考文獻】
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本文編號:2702782
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