语音是人类相互之间进行交流和通信最方便和最快捷的一种手段，如何高效地实现语音处理、传输、存储或通过语音实现人机交互，是语音信号处理领域中的重要研究课题。

由邹霞等编著的《语音信号处理及Blackfin DSP实现》是作者以近几年来为本科生和研究生讲授语音信号处理及DSP实现相关课程的讲义为基础，结合多年从事语音信号处理及DSP开发的经验，参考相关著作和文献资料编写而成的。全书共十章节，内容包括语音处理与DSP语音处理系统，语音处理的基础知识，Blackfin DSP的数值运算基础等。

由邹霞等编著的《语音信号处理及Blackfin DSP实现》基于ADI公司的高性能、低功耗Blackfin DSP，系统地介绍了语音信号处理的基础、原理、方法与DSP实现。本书首先对语音处理及DSP语音处理系统进行了概述，介绍了语音信号处理和DSP运算的基础知识；接着介绍了Blackfin DSP芯片的硬件结构和指令系统，并重点介绍了Visual DSP++集成开发环境；然后介绍了语音信号的时域分析、变换域分析及线性预测分析，并基于Blackfin DSP实现了有关算法；最后介绍了一个基于Blackfin DSP的语音处理系统的软、硬件设计方法，并以ADSP-BF533为例给出了应用实例。《语音信号处理及Blackfin DSP实现》的目的是使读者了解语音信号处理及Blackfin DSP芯片的基本原理和方法，初步掌握语音处理算法DSP实现的软、硬件设计和应用系统开发方法，具备从事语音信号处理算法与应用系统开发的初步能力。

第1章　语音处理与DSP语音处理系统 1

　1.1　引言 1

　1.2　语音处理的应用 2

　1.3　DSP语音处理系统 6

　　1.3.1　DSP语音处理系统的构成 7

　　1.3.2　DSP语音处理系统的特点 7

　　1.3.3　DSP语音处理系统的设计 8

　　1.3.4　DSP语音处理系统的开发 9

　1.4　DSP芯片 10

　　1.4.1　DSP芯片简介 10

　　1.4.2　ADI公司的DSP芯片 11

　习题与思考题 16

第2章　语音处理的基础知识 17

　2.1　引言 17

　2.2　语音的波形及特性 17

　2.3　语音的产生 19

　　2.3.1　发声器官 19

　　2.3.2　语音的分类 20

　　2.3.3　基音频率与共振峰 21

　　2.3.4　语谱图 22

　2.4　汉语语音的基本特性 23

　　2.4.1　声母和韵母 23

　　2.4.2　元音和辅音 24

　　2.4.3　汉语的声调 24

　2.5　语音信号的产生模型[2，3] 25

　2.6　听觉系统和听觉特性 27

　　2.6.1　听觉系统 27

　　2.6.2　听觉特性 28

　习题与思考题 30

第3章　Blackfin DSP的数值运算基础 31

　3.1　引言 31

　3.2　定点的基本概念 31

　　3.2.1　数的定标 31

　　3.2.2　数的转换 33

　　3.2.3　溢出保护模式 34

　　3.2.4　符号扩展模式 35

　　3.2.5　舍入及截尾 35

　3.3　DSP定点运算的模拟实现 36

　　3.3.1　加法/减法运算的C语言定点模拟 36

　　3.3.2　乘法运算的C语言定点模拟 38

　　3.3.3　除法运算的C语言定点模拟 39

　　3.3.4　程序变量的Q值确定 40

　　3.3.5　浮点至定点变换的C程序举例 41

　3.4　DSP定点运算实现的基本原理 43

　　3.4.1　定点乘法 43

　　3.4.2　定点加法 44

　　3.4.3　定点除法 45

　3.5　非线性运算的定点实现方法 48

　　3.5.1　级数展开法 48

　　3.5.2　查表法 48

　　3.5.3　混合法 50

　习题与思考题 52

第4章　Blackfin DSP的硬件结构 53

　4.1　引言 53

　4.2　Blackfin　DSP的资源配置及引脚定义 54

　　4.2.1　资源配置 54

　　4.2.2　引脚定义 58

　4.3　Blackfin DSP的内核结构 61

　　4.3.1　概述 61

　　4.3.2　寄存器组 61

　　4.3.3　算术逻辑单元（ALU） 62

　　4.3.4　乘法器/累加器 62

　　4.3.5　桶形移位器 62

　4.4　Blackfin DSP的存储空间 62

　　4.4.1　片内存储器 64

　　4.4.2　片外存储器 64

　　4.4.3　I/O存储器 65

　4.5　Blackfin DSP的事件处理 65

　　4.5.1　概述 65

　　4.5.2　系统中断过程 67

　　4.5.3　事件控制寄存器 69

　　4.5.4　事件处理寄存器 70

　4.6　Blackfin DSP的DMA传输 71

　　4.6.1　概述 71

　　4.6.2　基于描述符的DMA传输 71

　　4.6.3　基于寄存器的DMA传输 72

　　4.6.4　存储器DMA（MDMA） 73

　4.7　Blackfin DSP的典型片内外设 73

　　4.7.1　串行外设接口（SPI） 74

　　4.7.2　同步串行接口（SPORT） 74

　　4.7.3　异步串行接口（UART） 75

　　4.7.4　并行外部接口（PPI） 76

　　4.7.5　通用可编程I/O引脚PF 77

　　4.7.6　实时时钟（RTC） 77

　　4.7.7　定时器 78

　4.8　Blackfin DSP的时钟 78

　4.9　Blackfin DSP的电源管理 80

　　4.9.1　动态电源管理控制器 80

　　4.9.2　运行方式 80

　　4.9.3　外设时钟 81

　　4.9.4　动态电源电压控制 82

　4.10　Blackfin　DSP的内核模式 82

　　4.10.1　概述 82

　　4.10.2　用户模式 83

　　4.10.3　监控模式 83

　　4.10.4　仿真模式 83

　　4.10.5　空闲状态 84

　　4.10.6　复位状态 84

　4.11　Blackfin　DSP的安全特性 84

　4.12　Blackfin　DSP的引导模式 85

　习题与思考题 86

第5章　Blackfin DSP的指令系统 87

　5.1　引言 87

　5.2　数据寻址方式 87

　5.3　Blackfin　DSP的指令约定 88

　5.4　Blackfin　DSP指令集 92

　　5.4.1　程序流程控制指令 92

　　5.4.2　加载/存储（LOAD/STORE）指令 95

　　5.4.3　数据转移指令 102

　　5.4.4　栈控制指令 104

　　5.4.5　控制编码（CC）位管理指令 107

　　5.4.6　逻辑运算指令 110

　　5.4.7　位操作指令 112

　　5.4.8　移位/循环指令 115

　　5.4.9　算术运算指令 119

　　5.4.10　外部事件操作（External　Event　Management）指令 129

　　5.4.11　缓存（Cache）控制指令 133

　　5.4.12　视频像素操作指令 134

　　5.4.13　向量操作指令 139

　　5.4.14　并行指令 144

　习题与思考题 147

第6章　Blackfin　DSP集成开发调试环境VisualDSP++ 148

　6.1　引言 148

　6.2　VisualDSP++软件的安装 148

　6.3　建立仿真环境 150

　6.4　C/C++编译器 153

　　6.4.1　C/C++编译器简介 153

　　6.4.2　数据类型 153

　　6.4.3　在VisualDSP++中配置编译器 154

　6.5　汇编器 154

　　6.5.1　汇编程序结构和语法 154

　　6.5.2　预处理器 155

　6.6　链接器 156

　　6.6.1　链接过程概述 156

　　6.6.2　链接文件 156

　　6.6.3　在VisualDSP++中配置链接器 157

　6.7　加载器 158

　6.8　调试实例与调试工具使用 158

　　6.8.1　打开一个工程 159

　　6.8.2　编译链接工程文件 160

　　6.8.3　加载可执行文件 161

　　6.8.4　调试（Debug）工程 161

　　6.8.5　设置断点（Breakpoint） 162

　　6.8.6　VisualDSP++调试工具的使用 163

　习题与思考题 169

第7章　语音信号的时域分析及Blackfin　DSP实现 170

　7.1　引言 170

　7.2　语音短时分析技术 170

　7.3　语音时域参数提取 172

　　7.3.1　短时能量和平均幅度 172

　　7.3.2　短时平均过零率 175

　　7.3.3　短时自相关分析 177

　7.4　语音时域参数的Blackfin　DSP实现 183

　　7.4.1　短时平均过零率的Blackfin　DSP实现 183

　　7.4.2　短时能量的Blackfin　DSP实现 183

　　7.4.3　短时自相关分析的Blackfin　DSP实现 184

　习题与思考题 186

第8章　语音信号的变换域分析及Blackfin　DSP实现 187

　8.1　引言 187

　8.2　FFT算法的基本原理 187

　　8.2.1　DFT的基本原理 187

　　8.2.2　FFT算法的导出 188

　8.3　语音信号的频域分析 193

　　8.3.1　短时傅里叶变换 193

　　8.3.2　短时傅里叶反变换 199

　　8.3.3　语谱图 202

　　8.3.4　频域分析应用——频域基音检测 203

　8.4　FFT算法的VisualDSP++编程实现 206

　习题与思考题 208

第9章　语音信号的线性预测分析及Blackfin　DSP实现 209

　9.1　引言 209

　9.2　LP分析的基本原理 209

　9.3　LP正则方程的自相关解法和自协方差解法 212

　　9.3.1　自相关解法 212

　　9.3.2　自协方差解法 213

　9.4　自相关方程的杜宾递推算法 214

　9.5　模型增益G的确定 218

　9.6　LP分析的Blackfin　DSP实现 221

　习题与思考题 230

第10章　语音处理系统的　Blackfin　DSP实现 231

　10.1　引言 231

　10.2　语音处理系统的硬件设计 231

　　10.2.1　DSP硬件系统设计的一般步骤 231

　　10.2.2　语音处理系统的原理图 232

　　10.2.3　DSP基本硬件设计 237

　　10.2.4　DSP　PCB布板基础 247

　10.3　语音处理系统的软件设计 248

　　10.3.1　系统初始化 248

　　10.3.2　中断服务程序编写 251

　　10.3.3　主处理程序编写 252

　　10.3.4　存储单元分配 254

　10.4　独立系统形成 256

　习题与思考题 257

参考文献 258