基于FPGA的线性预测语音合成器设计

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1、西南科技大学本科生毕业论文I基于FPGA的线性预测语音合成器设计摘要：线性预测合成法是一种在理论上相对比较成熟、易于实现的语音合成方法。模拟声道的时变合成滤波器是线性预测语音合成器的关键部分，因格型合成滤波器是一种目前能获得较好的语音效果的时变数字滤波器，文中采用格型合成滤波器对语音进行合成。线性预测语音合成器主要由12阶全极点格型合成滤波器、激励发生器、控制电路、时序电路、RAM及D/A转换器构成。论文对格型合成滤波器原理进行了分析讨论，着重阐明了反射系数的推导过程。格型合成滤波器运用Matl

2、ab、DSPBuilder和QuartusII工具设计实现；激励发生器用周期斜三角波脉冲模拟设计；RAM用FPGA中的宏模块设计以暂时存储线性预测器提供的能量、等数据；最后结合控制电路和时序电路完成语音合成。关键词：线性预测合成；格型合成滤波器；激励发生器西南科技大学本科生毕业论文IITheDesignofFPGA-basedLinearPredictiveSpeechSynthesizerAbstract:Themethodoflinearpredictionsynthesisisarelat

3、ivelymaturetheory,anditiseasytoimplement.Thetime-varyingdigitalfilterthatsimulatesthetrackisakeypartofthelinearpredictionspeechsynthesizer,duetolatticesynthesisfilterisatime-varyingdigitalfilterwhichcanachievebetterspeech,thepaperuseslatticesynthesis

4、filtertosynthesizespeech. Linearpredictivespeechsynthesizeriscomposedwith12poleslatticesynthesisfilter,excitationgenerator,controlingcircuit,sequentialcircuit,RAM,andD/Aconverter.Thepaperanalyzesanddiscussesthetheoryofthelatticefilter,andfocusingonth

5、ederivationprocessofreflectioncoefficient.UsingMatlab,DSPBuilderandQuartusIItoolstodesignthelatticesynthesisfilter;Usingtrianglewavepulsetosimulatetheexcitationgenerator;UsingLPMofFPGAtodesignRAMforstoringenergy,reflectioncoefficientandotherdatawhich

6、providingbythelinearpredictor;Finally,combinecontrolingcircuitrywithtimingcircuitrytocompletespeechsynthesis.Keywords:Linearpredictionsynthesis,Latticesynthesisfilter,Excitationgenerator西南科技大学本科生毕业论文III目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1语音合成技术概述11.1.1国内外语音合成技术发

7、展现状11.1.2语音合成发展方向21.2课题来源及意义51.3论文主要内容5第2章语音合成技术的基础理论62.1语音的基本概念62.2语音产生的过程72.1.1发音器官介绍72.1.2语音产生的过程8第3章语音合成系统的分析103.1基本的语音合成方法103.1.1波形合成法113.1.2参数合成法113.1.3规则合成法123.2语音合成系统的特性123.3线性预测分析的基本原理133.3.1基本原理133.3.2语音信号的线性预测分析143.4线性预测合成系统分析15第4章基于DSPBUI

8、LDER的系统设计184.1DSPBuilder介绍184.1.1基于模型的设计方法184.1.2DSPBuilder设计流程21西南科技大学本科生毕业论文IV4.2DSPBuilder位宽设计规则23第5章语音合成系统的实现255.1语音合成器系统设计255.2IIR格型滤波器的设计265.2.1格型滤波器反射系数分析265.2.2格型滤波器的Simulink模型305.2.3格型滤波器的DSPBuilder模型315.3激励发生器325.3.1激励模型325.3.2激励发生器的Simulin