本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理領(lǐng)域，特別是涉及一種基于arm芯片的語譜分析裝置。

背景技術(shù)：

時頻分析是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的新技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、圖像分解、通信、計(jì)算機(jī)視覺與編碼、信號奇異性檢測、信號估計(jì)、語音分析與合成語音、生物信號等領(lǐng)域。作為分析時變非平穩(wěn)信號的有力工具，時頻分析方法的基本思想是構(gòu)造時間和頻率的聯(lián)合函數(shù)，用來描述信號在不同時間和不同頻率處的能量密度或強(qiáng)度，以及估計(jì)信號的特征參量。時頻分析的方法可以分為線性和非線性兩種。典型的線性時頻表示有短時傅立葉變換(short-timefouriertransform，stft)、格伯(gabor)展開和小波變換等，非線性時頻方法最典型的是魏格納一威利分布(wigner-villedistribution，wvd)和柯恩(cohen)類。

短時傅里葉變換(stft)是為了解決傅里葉變換不能表示頻率分量時間局域化的問題而提出的，具有算法設(shè)計(jì)簡單，容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，已經(jīng)成為非平穩(wěn)信號分析的有力工具，由于其基礎(chǔ)是傅里葉變換，更適合分析準(zhǔn)平穩(wěn)信號，特別在語音信號分析和處理中得到了廣泛的應(yīng)用，語譜圖就是一種典型的時頻譜圖。

語譜分析系統(tǒng)主要包括語音信號的采集、分幀加窗處理、短時傅里葉處理、以及分析結(jié)果的顯示。對于這種多任務(wù)，大運(yùn)算量的處理計(jì)算，目前主要借助高級軟件工具在pc機(jī)上實(shí)現(xiàn)，操作系統(tǒng)要完成語音信號的采集、處理及顯示功能，但是很難做到實(shí)時處理，并且不便于攜帶。現(xiàn)有的基于fpga的語譜分析儀存在三個明顯的缺點(diǎn)：(1)制作成本高；(3)fpga性能浪費(fèi)；(3)沒考慮噪聲對語譜圖的影響，語譜分析誤差比較大。

因此，如何提供一種成本低、準(zhǔn)確度高的語譜分析裝置，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于arm芯片的語譜分析裝置，裝置成本低、準(zhǔn)確度高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于arm芯片的語譜分析裝置，所述裝置包括：a/d轉(zhuǎn)換器、arm芯片、數(shù)據(jù)緩存器和顯示器，其中，

所述a/d轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)緩存器連接，用于將語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號發(fā)送給所述數(shù)據(jù)緩存器；

所述arm芯片分別與所述數(shù)據(jù)緩存器和所述顯示器連接，用于濾除所述數(shù)字信號的噪聲得到語音增強(qiáng)信號，采用非線性映射變換得到與所述語音增強(qiáng)信號的幅度值對應(yīng)的灰度值，并控制所述顯示器按照設(shè)定指令顯示所述灰度值。

可選的，所述a/d轉(zhuǎn)換器為音頻a/d轉(zhuǎn)換芯片。

可選的，所述顯示器為薄膜晶體管液晶顯示器。

可選的，所述數(shù)據(jù)緩存器為sdram數(shù)據(jù)存儲芯片。

可選的，所述語譜分析裝置還包括flash芯片，所述flash芯片與所述arm芯片連接。

可選的，所述arm芯片具體包括：時域/頻域變換模塊、語音增強(qiáng)模塊、非線性映射模塊和顯示控制模塊，其中，

所述時域/頻域變換模塊與所述數(shù)據(jù)緩存器連接，用于計(jì)算從所述數(shù)據(jù)緩存器中讀取的所述數(shù)字信號的總幅度譜；

所述語音增強(qiáng)模塊與所述時域/頻域變換模塊連接，用于濾除所述總幅度譜中的噪聲，得到語音增強(qiáng)信號的信號幅度譜；

非線性映射模塊與所述語音增強(qiáng)模塊連接，用于對所述信號幅度譜進(jìn)行非線性映射變換，得到分別與所述信號幅度譜的幅度值對應(yīng)的灰度值，并將所述灰度值發(fā)送給所述數(shù)據(jù)緩存器；

顯示控制模塊，與所述顯示器連接，用于從所述數(shù)據(jù)緩存器中讀取所述灰度值，并控制所述顯示器按照設(shè)定指令顯示所述灰度值。

可選的，所述時域/頻域變換模塊為短時傅里葉變換模塊。

可選的，所述語音增強(qiáng)模塊采用幅度譜減法濾除所述總幅度譜中的噪聲，得到信號幅度譜。

可選的，所述非線性映射模塊根據(jù)公式：對所述信號幅度譜進(jìn)行非線性映射變換，得到分別與所述信號幅度譜的幅度值對應(yīng)的灰度值，其中，y表示幅度值，x表示灰度值，m表示幅度值的比特位數(shù)，n表示灰度值的比特位數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明利用了arm芯片接口類型豐富及價格低廉的特點(diǎn)，通過arm芯片對語音信號進(jìn)行去噪處理得到語音增強(qiáng)處理，并將語音信號以語譜圖的形式顯示出來。本發(fā)明提供的語譜分析裝置不僅成本低、準(zhǔn)確度高，而且結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便，實(shí)時性強(qiáng)，開發(fā)周期短。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1語譜分析裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1arm芯片103的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2語譜分析裝置的信令交互圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2譜分析裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中音頻adc芯片的接口電路圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2中tft-lcd芯片的接口電路圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例2中復(fù)位芯片的電路圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例2中電壓+5v轉(zhuǎn)+3.3v的電路圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例2中電壓+3.3v轉(zhuǎn)+1.3v的電路圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例2中sdram芯片接口電路圖

圖11為本發(fā)明實(shí)施例2中flash芯片接口電路圖；

圖12為本發(fā)明實(shí)施例2中時鐘芯片電路圖；

圖13為本發(fā)明實(shí)施例2中幅度譜減法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種基于arm芯片的語譜分析裝置，裝置成本低、準(zhǔn)確度高。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1：

如圖1所示，基于arm芯片的語譜分析裝置包括：a/d轉(zhuǎn)換器101、數(shù)據(jù)緩存器102、arm芯片103、顯示器104和flash芯片105，其中，

a/d轉(zhuǎn)換器101與數(shù)據(jù)緩存器102連接，用于將語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將數(shù)字信號發(fā)送給數(shù)據(jù)緩存器102；

arm芯片103分別與數(shù)據(jù)緩存器102、顯示器104和flash芯片105連接，用于濾除數(shù)字信號的噪聲得到語音增強(qiáng)信號，采用非線性映射變換得到與語音增強(qiáng)信號的幅度值對應(yīng)的灰度值，并控制顯示器104按照設(shè)定指令顯示灰度值。

本實(shí)施例中，a/d轉(zhuǎn)換器101為音頻a/d轉(zhuǎn)換芯片，顯示器104為薄膜晶體管液晶顯示器(thinfilmtransistor-liquidcrystaldisplaylcd，tft-lcd)，數(shù)據(jù)緩存器為sdram芯片，flash芯片105用于存儲arm芯片103的運(yùn)行程序。

如圖2所示，arm芯片103具體包括：

時域/頻域變換模塊1031、語音增強(qiáng)模塊1032、非線性映射模塊1033和顯示控制模塊1034，其中，

時域/頻域變換模塊1031，與數(shù)據(jù)緩存器102連接，用于計(jì)算從數(shù)據(jù)緩存器102中讀取的數(shù)字信號的總幅度譜，本實(shí)施例中的時域/頻域變換模塊1031為短時傅里葉變換模塊；

語音增強(qiáng)模塊1032與時域/頻域變換模塊1031連接，用于濾除總幅度譜中的噪聲，得到語音增強(qiáng)信號的信號幅度譜，本實(shí)施例中語音增強(qiáng)模塊1032采用幅度譜減法濾除總幅度譜中的噪聲，得到信號幅度譜。本實(shí)施例的語譜分析裝置設(shè)置有用于濾除噪聲的語音增強(qiáng)模塊，因此語譜分析的準(zhǔn)確度高，分析誤差較小。

非線性映射模塊1033與語音增強(qiáng)模塊1032連接，用于對信號幅度譜進(jìn)行非線性映射變換，得到分別與信號幅度譜的幅度值對應(yīng)的灰度值，并將灰度值發(fā)送給數(shù)據(jù)緩存器102。本實(shí)施例中，非線性映射模塊1033根據(jù)公式：對信號幅度譜進(jìn)行非線性映射變換，得到分別與信號幅度譜的幅度值對應(yīng)的灰度值，其中，y表示幅度值，x表示灰度值，m表示幅度值的比特位數(shù)，n表示灰度值的比特位數(shù)。

顯示控制模塊1034，與顯示器104連接，用于從數(shù)據(jù)緩存器102中讀取灰度值，并控制顯示器104按照設(shè)定指令顯示灰度值。

實(shí)施例2：

如圖3和圖4所示，基于arm芯片的語譜分析系統(tǒng)包括：a/d轉(zhuǎn)換器101、數(shù)據(jù)緩存器102、arm芯片103、顯示器104、flash芯片105、復(fù)位芯片106、電源芯片107、時鐘芯片108和顯示緩存器109。音頻adc芯片101與數(shù)據(jù)緩存器102，arm芯片103分別與數(shù)據(jù)緩存器102、顯示器104、flash芯片105、復(fù)位芯片106、電源芯片107、時鐘芯片108和顯示緩存器109連接。

具體地，a/d轉(zhuǎn)換器101為音頻adc芯片，數(shù)據(jù)緩存器102和顯示緩存器109均為sdram芯片，顯示器104為tft-lcd芯片。

如圖4所示，arm芯片103包括:短時傅里葉變換模塊、語音增強(qiáng)模塊、非線性映射模塊和顯示控制模塊。

為了降低裝置的成本，本實(shí)施例選擇了低價格、低功耗、高性能、小功率的微處理器s3c2440a作為arm芯片103。s3c2440a是一款專門為手持設(shè)備設(shè)計(jì)的芯片，其具有高速的處理計(jì)算能力且功耗低。采用了arm920t內(nèi)核的高性能cpu，其工作頻率高達(dá)400mhz，0.13微米coms的標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存儲單元，具有獨(dú)立的16kb指令和16kb數(shù)據(jù)cache，mmu虛擬內(nèi)存管理單元。它功耗小、簡單、穩(wěn)定的特點(diǎn)能夠滿足對電源要求較高的產(chǎn)品，且采用了新的總線構(gòu)架(amba)。內(nèi)核供電電壓降為1.3v，減小了控制器的功耗，30mips的執(zhí)行速度使得指令周期縮短到33ns(30mhz)，從而提高了控制器的實(shí)時控制能力，實(shí)現(xiàn)了mmu、amba、bus和harvard高速緩沖體系結(jié)構(gòu)。

音頻adc芯片101的接口電路如圖5所示，音頻adc芯片101選用uda1341ts，s3c2440a處理器內(nèi)置了iis總線信號與uda1341ts音頻編解碼器的iis信號直接相連。s3c2440a的iis總線時鐘信號sck與音頻編解碼器的bck連接，字段選擇線連接于ws引腳。uda1341ts提供兩個音頻通道，分別用于輸入和輸出，對應(yīng)的引腳連接：iis總線的音頻輸出iissdo對應(yīng)于編解碼器的音頻輸入，iis總線的音頻輸入對應(yīng)于uda1341ts的音頻輸出。l3接口的引腳l3mode、l3clock和l3data分別連接到s3c2440a的3個通用數(shù)據(jù)輸出引腳。

本實(shí)施例的顯示器為lcd顯示器，相應(yīng)的顯示控制模塊為lcd控制器。圖6所示為本實(shí)施例選用的tft-lcd芯片104的接口電路圖。tft-lcd芯片104的具體型號為lq080v3dg01芯片，lq080v3dg01由彩色tft-lcd面板、驅(qū)動電路、控制電路、供電電路及背光單元組成。lq080v3dg01支持最大分辨率為640×480的圖形和文字顯示，數(shù)據(jù)輸入格式為18bit，其中紅綠藍(lán)各占6bit。tft-lcd需要+3.3v或+5v供電電壓，背光需要交流電源供電。輸入的控制信號有4個：幀同步信號vsync、行同步信號hsync、數(shù)據(jù)使能信號enab及時鐘信號ck。數(shù)據(jù)線寬度是18bit，紅綠藍(lán)各占6bit，分別是r[0:5]、g[0:5]及b[0:5]。lq080v3dg01液晶顯示屏的數(shù)據(jù)線共18bit，對于24bit的彩色圖像以及24bit的arm9s3c2440a的tft-lcd控制器而言，其接口并不兼容。本實(shí)施例中為了適應(yīng)lq080v3dg01液晶顯示屏的接口，分別舍棄了8bitr、g、b值的低2位。

復(fù)位芯片106的電路如圖7所示，復(fù)位電路主要完成系統(tǒng)的上電復(fù)位和系統(tǒng)在運(yùn)行時用戶的按鍵復(fù)位功能。復(fù)位電路可由簡單的門電路構(gòu)成，也可以采用復(fù)位管理芯片來控制處理器的復(fù)位，本實(shí)施例中選用復(fù)位芯片，具體連接電路如圖7所示。

電源接口電路使用3.3v和1.3v的穩(wěn)壓直流電源，其中s3c2440a內(nèi)核需1.3供電，存儲器和外部i/o需要3.3v。系統(tǒng)的主電源為高質(zhì)量的5v直流穩(wěn)壓電源，從5v到3.3v的轉(zhuǎn)換芯片很多，本實(shí)施例選用lm1117idtx-3.3進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如圖8所示。內(nèi)核電源1.3v由3.3v轉(zhuǎn)化得到，選用芯片max8860eua18，如圖9所示。該芯片可以工作在兩種模式，一種是輸出固定電壓1.8v，另一種為可調(diào)模式，輸出范圍為+1.25v到+6.5v，本實(shí)施例選用可調(diào)模式，在這種模式下需將set接地。

sdram芯片102的接口電路如圖10所示，本實(shí)施例中選用k4s561632c-tc75芯片，16位數(shù)據(jù)寬度，單片容量為32mb。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，其可構(gòu)建16位或32位的sdram存儲器系統(tǒng)，但為充分發(fā)揮32位cpu的數(shù)據(jù)處理能力，采用32位sdram存儲器系統(tǒng)。系統(tǒng)選用的兩片k4s561632c-tc75并聯(lián)構(gòu)建32位的存儲器系統(tǒng)，總共64mb的sdram空間，可滿足嵌入式操作系統(tǒng)及各種相對較復(fù)雜算法的運(yùn)行要求。

flash芯片105的接口電路如圖9所示，本實(shí)施例選用了三星公司的nandflash芯片k9f1208。k9f1208主要引腳功能介紹如下：(1)/ce：芯片選擇控制；(2)/re：數(shù)據(jù)輸出控制；低電平有效時數(shù)據(jù)送到i/o總線上，列值加1。(3)/we：寫使能；i/o口的命令、地址、數(shù)據(jù)在其上升沿被鎖存。(4)/wp：寫保護(hù)。低電平有效，當(dāng)它有效時，內(nèi)部的高壓生成器將會復(fù)位。(5)cle：命令鎖存使能。高電平時，在/we上升沿將命令發(fā)送到命令寄存器。(6)ale：地址鎖存使能。高電平時，在/we上升沿將地址輸入到地址寄存器中。(7)r/b：指示器件的狀態(tài)。0為忙，1為閑。(8)i/o[7：0]數(shù)據(jù)輸入輸出端，芯片未選中為高阻態(tài)。

時鐘芯片108的電路如圖12所示，時鐘電路用于向處理器和其它電路提供時鐘，s3c2440a時鐘控制邏輯能夠產(chǎn)生cpu所需的fclk、ahb總線的外圍設(shè)備所需的hclk，apb總線的外圍設(shè)備所需的pclk，s3c2440a具有兩個pll，其中一個是提供給fclk，plck，hclk的。根據(jù)s3c2440a的最高頻率和pll電路的工作方式，該系統(tǒng)選擇16.9344m時鐘輸入，經(jīng)過pll倍頻到400mhz。

本發(fā)明的arm芯片103包括依次相連接的短時傅里葉變換模塊、語音增強(qiáng)模塊、幅度譜非線性映射模塊和lcd控制器。數(shù)據(jù)緩存器、arm芯片、顯示緩存器依次相連，lcd控制器與tft-lcd模塊相連接。

a/d轉(zhuǎn)換器，用于采集模擬語音信號并將其轉(zhuǎn)化為帶環(huán)境噪聲的數(shù)字語音信號。

數(shù)據(jù)緩存器，用于接收a/d轉(zhuǎn)換器輸出的帶環(huán)境噪聲的數(shù)字語音信號，并將接收到的帶環(huán)境噪聲的數(shù)字語音信號進(jìn)行存儲。

短時傅里葉變換模塊，用于接收數(shù)據(jù)緩存器傳輸?shù)膸Лh(huán)境噪聲的數(shù)字語音信號，對該語音信號進(jìn)行加窗處理后進(jìn)行快速傅里葉變換處理，將時域信號變換到頻域，根據(jù)輸出頻域數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部計(jì)算出帶環(huán)境噪聲的語音信號的16位幅度譜，并將該16位幅度譜傳輸給語音增強(qiáng)模塊；

語音增強(qiáng)模塊，用于接收短時傅里葉變換模塊傳輸?shù)膸Лh(huán)境噪聲的語音信號的16位幅度譜，利用無聲活動時，例如在語音停頓的間隙的平均幅度譜的估計(jì)來代替噪聲的幅度譜，應(yīng)用幅度譜減法計(jì)算出語音增強(qiáng)信號的16位幅度譜，并將該16位幅度譜送入幅度譜非線性映射模塊；

譜減法的原理是：在頻域從帶噪語音信號的頻譜中將噪聲的頻譜分量減去。其設(shè)計(jì)思想是在假設(shè)加性噪聲與短時平穩(wěn)的語音信號相互獨(dú)立的條件下，從帶噪語音信號的幅度譜中減去噪聲的幅度譜，進(jìn)而得到去噪后較純凈的語音幅度譜。假設(shè)帶噪語音信號為：

y(i)＝s(i)+n(i)(1)

其中，y(i)為時域的帶噪語音信號，s(i)為時域的純凈語音信號，n(i)為時域的噪聲信號。

兩邊同時做離散時間傅里葉變換：

y(k)＝s(k)+n(k)(2)

其中，y(k)表示帶噪語音信號的頻譜，s(k)表示純凈語音信號的頻譜，n(k)表示噪聲信號的頻譜。

將y(k)以極坐標(biāo)形式表示：

其中|y(k)|為幅度譜，φy(k)是帶噪語音信號的相位譜。噪聲譜n(k)同樣可以通過其幅度和相位譜來表示為：其中，φn(k)為噪聲信號的相位譜。

噪聲幅度譜|n(k)|是未知的，但可以通過無語音活動時，例如在語音停頓的間隙的平均幅度譜的估計(jì)來代替。類似的，噪聲相位φn(k)可由帶噪語音信號的相位φy(k)來代替，這是因?yàn)橄辔徊粫φZ音的可懂度造成影響。

通過對式(2)和式(3)中做以上替換，可以得到純凈信號的一種估計(jì)：

其中，s^*(k)表示純凈語音信號的估計(jì)值，n^*(k)表示噪聲信號的估計(jì)值。

取s^*(k)的幅值：

|s^*(k)|＝|y(k)|-|n^*(k)|(5)

其中，|s^*(k)|為純凈語音幅度譜，|s^*(k)|是通過計(jì)算得出的，也是一種估計(jì)值，|n^*(k)|是在無語音活動時的噪聲幅度譜估計(jì)。

本發(fā)明的語譜分析系統(tǒng)主要利用arm芯片豐富的接口類型，巧妙的設(shè)計(jì)了信號分幀與信號加窗模塊。設(shè)計(jì)基4按時間抽取1024點(diǎn)處理單元，對信號進(jìn)行傅里葉變換，根據(jù)幅度譜計(jì)算公式求出幅度譜。

本實(shí)施例的語譜分析系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是短時傅里葉變換，對于第一幀信號，首先選擇一定長度和類型的窗函數(shù)，然后將窗函數(shù)數(shù)據(jù)與信號數(shù)據(jù)進(jìn)行相乘，得到加窗后的信號，再做快速傅里葉變換，將處理的結(jié)果保存起來。對于第二幀信號，在第一幀的基礎(chǔ)上將窗函數(shù)向右滑動一定的長度，然后再與相應(yīng)的信號進(jìn)行相乘加窗，之后進(jìn)行快速傅里葉變換，處理的結(jié)果繼續(xù)保存起來。以此類推，一直到所有采集到的信號都處理完結(jié)束。

非線性映射模塊，用于接收語音增強(qiáng)模塊傳輸?shù)?6位幅度譜，對接收到的16位幅度譜進(jìn)行非線性映射變換，變成灰度圖像的8位灰度值，并將該8位灰度值送入顯示緩存器；

具體地，信號經(jīng)過短時傅里葉變換和語音增強(qiáng)，輸出的頻域數(shù)據(jù)由實(shí)部和虛部兩部分組成，可以計(jì)算出信號的幅度譜。對于語譜圖的顯示，通常的做法是求取對數(shù)，然后再經(jīng)過線性映射，得到灰度圖像的灰度值。由于實(shí)現(xiàn)對數(shù)比較困難，本發(fā)明將幅度譜映射為灰度圖像的灰度值，使得生成的新灰度圖像能夠盡量保持原灰度圖像的灰度分布，顯示出更多的視覺信息，其實(shí)質(zhì)是將高灰度分辨率圖像轉(zhuǎn)化為低灰度分辨率圖像。由于幅度譜值為16比特?zé)o符號整數(shù)，故最大值為65535，要將其映射為0到255之間的數(shù)。非線性映射方法的具體實(shí)現(xiàn)公式如下：

其中，y表示幅度值，x表示灰度值。

因此，在已知幅度譜的情況下可計(jì)算出灰度值：

本實(shí)施例的語譜分析系統(tǒng)中的非線性映射模塊，對語音增強(qiáng)信號的16位的幅度譜進(jìn)行非線性映射變換，將其變成8位的灰度圖像的灰度值存儲起來，這樣就避免了arm芯片求解對數(shù)比較難的問題，同時，arm芯片內(nèi)部的存儲器資源也將會節(jié)省50％。

顯示緩存器，用于接收非線性映射模塊傳輸?shù)幕叶葓D像的8位灰度值，并將接收到的灰度圖像的8位灰度值存儲起來；

顯示控制模塊，s3c2440a內(nèi)部lcd控制器接口支持stn-lcd及tft-lcd的無縫連接，它支持單色、調(diào)色板彩色及24bit真彩色的顯示。根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，通過程序可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的lcd分辨率，數(shù)據(jù)格式及幀頻等參數(shù)設(shè)置，從而滿足各種類型的lcd模塊。lcd控制器用來傳輸視頻數(shù)據(jù)vd[23：0]，同時產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號vsync、hsync、vden及l(fā)end。vd[23：0]：rgb數(shù)據(jù)信號線，對于24bittft-lcd，r、g、b各占8位；而對于16bittft屏有兩種方式：5:6:5及5:5:5+1，使用時需要注意要與相應(yīng)tft-lcd的信號相一致。

語譜圖是一種強(qiáng)度圖像，最常見的處理方式就是將其通過各種變換映射成對應(yīng)的灰度級，然后以灰度圖的方式顯示出來。由于人眼對彩色的變化遠(yuǎn)比灰度的變化敏感得多，通常都要把灰度圖像轉(zhuǎn)化為真彩色圖像進(jìn)行顯示，真彩色處理是圖像增強(qiáng)和顯示的一種常用方法。幅度譜轉(zhuǎn)化為rgb的數(shù)據(jù)流，無符號數(shù)16比特的幅度譜經(jīng)過非線性映射，轉(zhuǎn)化為灰度圖像的無符號數(shù)8比特灰度值，實(shí)質(zhì)上是將65536灰度級的圖像轉(zhuǎn)化為256級灰度級的圖像，然后以此灰度值作為調(diào)色板的索引值，去查找相應(yīng)的r、g、b三個顏色分量的值。對于調(diào)色板的編碼采用多種方式，如彩虹編碼、熱金屬編碼、jet編碼，hot編碼、pink工編碼、gray編碼等，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要進(jìn)行選擇。

現(xiàn)有的基于fpga的語譜分析儀，其制作成本高，fpga性能浪費(fèi)，沒考慮噪聲對語譜圖的影響，語譜分析誤差比較大。本實(shí)施例提供的語譜分析裝置充分利用了arm芯片的性能，能夠?qū)崿F(xiàn)對語音信號的采集存儲、短時語譜分析、增強(qiáng)、幅度譜非線性映射和語譜圖的顯示等功能，裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、準(zhǔn)確度高、開發(fā)周期短、系統(tǒng)更新方便，易于推廣，便于攜帶的特點(diǎn)。

本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。