STM32F101xx 和 STM32F103xx 微控制器上使用 Speex 音频编解码器进行语音合成器演示! }; ]4 G8 ~" C5 [( ?5 x ! D4 H! a) r {% M( h) R G 前言 本应用笔记说明了如何在STM32F101xx 和 STM32F103xx微控制器上利用编码解码器Speex软件实现语音合成器应用。 Speex 是一款免费的音频编解码器,用于语音编码和解码。它能够对语音进行高度压缩同时保持良好音质。这让它成为那些使用留言回放或录音功能的应用的高性能解决方案,例如电话应答机、建筑和家庭安全系统、对讲机、智能家电、录音机或无绳电话等。. O6 N$ e' |) F6 P3 P3 b \- `/ y * @1 Z7 f4 h# ~& a/ b 1 Speex 编解码器概述 0 q* b4 [9 ^6 F! l9 T8 b+ F% b% v Speex 编解码器是一款开源的、取得专利并免版税的软件,用于语音压缩和解压缩。 ' `. C) V1 _/ l! D, _1 e Speex 基于 CELP(码激励线性预测),针对 2 至 44 kbps 比特率范围内的语音压缩而设计。 & u0 b7 r$ ~7 U, J E* T- J Speex 具有以下特点: – 以相同的比特流进行窄带 (8 kHz)、宽带 (16 kHz)和超宽带 (32 kHz) 压缩 " m, ~4 N5 Y" ]: ` G – 强度立体声编码 – 数据包丢失隐藏 – 可变比特率操作 (VBR) – 语音活动检测 (VAD) ; b+ p! u! W* h! e! T% X7 j – 非连续传输 (DTX) S2 O: F+ e: s: [; ?% @; p – 定点端口 – 回音消除器 – 噪声抑制 1 N4 w" h& I) Y- { $ Q+ u+ N% }& H% A& L Speex 具有很多其他编解码器所不具备的特点,例如可以进行强度立体声编码、在同一比特流中集成多种采样率以及具有 VBR 模式。 4 s. Q# f& J% k2 `; ^ 关于 Speex 编解码器的更多信息,请参考 Speex 网站:www.speex.org。 / i+ Y, g% J- v; H: g, D9 e 注: 本应用笔记适用于 Speex 编解码器的 1.2rc1 版本。 f% S# G% Q2 q* R# R 2 语音合成器应用 2.1 语音合成器概述 6 \! w! U. A5 U6 ~( T / p4 r8 N1 e8 F- ]2 P 语音合成器是一种语音处理应用,提供语音处理功能,如编码、解码、过滤和放大。 ; ^% S5 a. j9 m6 ^4 X$ ]/ u2 v 典型的语音合成器应用包括一个语音处理模块和音频输入 / 输出接口。 本应用笔记中, Speex 编解码器固件充当了语音处理模块,音频输入 / 输出接口则利用STM32F101xx 和 STM32F103xx 的内嵌资源 (ADC 作为输入, PWM 作为输出)集成。 / z# _# B+ x, l STM32F101xx 和 STM32F103xx 微控制器系列产品具有 12 位分辨率的多通道 ADC 和 1 µs的转换时间,以及 16 位定时器并能产生 PWM。这些特点使其能够实现低成本且高性能的音频应用。 2.2 硬件说明 硬件由两个音频级组成:一个输入和一个输出,分别进行采集和播放语音 (请参看图 1)。 % a7 K% q+ s. {$ f & P3 w* C |& B6 v8 P3 A/ I. p 本应用笔记中,语音采集由微控制器的内部 ADC 实现,该 ADC 必须通过一个前置放大器连接到麦克风上。 & X& x8 ^% D( ]- R4 \7 f$ K ) E# l) y6 X( y6 f# x* j! m2 O* Q 语音合成由微控制器的内部定时器实现,该定时器为 PWM 模式。PWM 输出信号进行低通滤波,消除了高频分量,然后经过放大并发送到扬声器。. d' t" r$ p# Q6 O+ v - h; I9 o- D' s) b! n8 A |
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