DSP中的浅谈语音处理系统中的周期性冲激噪声及其消除
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2020-11-02
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DSP中的浅谈语音处理系统中的周期性冲激噪声及其消除中的浅谈语音处理系统中的周期性冲激噪声及其消除
语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门新兴学科。语音信号处理的应用极为广
泛，其中的主要技术包括语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等。随着语音信号数字处理技术的发展，
人们逐渐大量地以微处理器为核心构造语音处理系统；同时，由之引发的语音处理系统的噪声问题越来越突
出，成为人们关注的一个重要课题。系统背景噪声不但严重影响人们对语音系统的接受，对语音处理往往也会
造成损伤，直接给语音系统的语音质量带来不良后果。 人们对噪声已经作了深入研究。一般应用较为广泛
的抗噪措施包括：互补式动态压括降噪、非互补式动态压括降噪、滤波降噪、电源处理降噪、软件处理降噪
等。对语音处理系统而言，不是
语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门新兴学科。语音信号处理的应用极为广泛，其中的主
要技术包括语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等。随着语音信号数字处理技术的发展，人们逐渐大量地以微处理器为
核心构造语音处理系统；同时，由之引发的语音处理系统的噪声问题越来越突出，成为人们关注的一个重要课题。系统背景噪
声不但严重影响人们对语音系统的接受，对语音处理往往也会造成损伤，直接给语音系统的语音质量带来不良后果。
人们对噪声已经作了深入研究。一般应用较为广泛的抗噪措施包括：互补式动态压括降噪、非互补式动态压括降噪、滤波
降噪、电源处理降噪、软件处理降噪等。对语音处理系统而言，不是所有的降噪系统在所有情况下效果都良好，例如，有些全
声频段的降噪系统，反而对低频段的噪声消除很不得力。因此，我们应针对语音处理系统的具体情况，有的放矢地进行噪声分
析以找出消除方法。
系统噪声消除，首要问题在于找出存在的或隐含潜在的主要噪声源，然后设法消除该噪声源，这是治本的方法。对于噪声
来源不很明确或不好解决的情况，则应分析噪声特性，采用相应措施降低噪声，提高系统最终信噪比，这是治标的方法。
克服这种周期性冲激噪声可以在不同层次上采取措施。该噪声是以电源通道为传播途径的，对电源的处理应放在首要位
置，这就是前面所说的“治本”；而“治标”也不能忽视，可以采用数字中值滤波或LOR滤波。在信号最终的输出端，采用模拟的
窄带滤波降噪以及动态降噪，可以收到很好的效果。
1 带微处理器语音系统的冲激噪声带微处理器语音系统的冲激噪声
1.1 TTL逻辑电路引发的小浪涌噪声分析逻辑电路引发的小浪涌噪声分析
一般的数字系统，主要由TTL逻辑电路构成。在TTL电路中，局部电流状态取决于器件的逻辑状态、外接负载电阻电容以
及输出瞬时导通等因素。图2给出了TTL电路输出结构和瞬态电流产生示意图，其中，Vcc为电路电压，Vo为输出电压，Icc为
电源供给该局部电路的电流，图2a就是这种情况；特别地，高速TTL电路的浪涌电流因其持续时间较短而具有更大值。大多数
情况下，负载电容充放电引起的浪涌电流比其他因素产生的浪涌电流对电源的影响大得多。因此，对设计者而言，主要应控制
负载电容，在电路布线时应尽量减少不必要的散杂电容。
当然，由于大量TTL微电路一般并不可能恰好协调一致，从而导致局部浪涌电流汇聚为大的冲激电流，所以TTL逻辑电路
引发的散布的小浪涌冲激电流的影响并不很大，可以通过加滤波电容的方法滤除（下面将具体描述）。但是，这可以作为其他
冲激电流的基础原理模型。
1.2 微处理器数据传输引发的周期性冲激噪声微处理器数据传输引发的周期性冲激噪声
带微处理器的语音系统一般都涉及数据传输，数据传输可能引发强大的冲激电流，并由数据传输的周期性而表现为周期性
冲激电流，如果处理不当，可能形成周期性冲激噪声。下面以一种具体语音处理系统性能样机的实验分析为例讨论。
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