語音識別及其定點DSP實現(xiàn)

　　2．2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

　　在構(gòu)成語音識別電路時，我們采用了ADSP2181的主從結(jié)構(gòu)設(shè)計方式，通過IDMA口由CPU裝載程序。語音識別系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　在這種結(jié)構(gòu)中，PC機(jī)為主CPU，ADSP2181為從CPU，由PC機(jī)通過IDMA口將程序裝載到ADSP2181的內(nèi)部存儲器中。PC機(jī)總線通過CPLD譯碼，形成IRD，IWR，IAL，IS等控制信號，與ADSP2181的IDMA口相連。這樣，在ADSP2181全速運行時，主機(jī)可以查詢從機(jī)的運行狀態(tài)，可以訪問到ADSP2181內(nèi)部所有的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。這對程序的編譯和調(diào)試，以及語音信號的實時處理帶來了極大的方便。

　　3 語音識別的DSP實現(xiàn)技術(shù)

　　3．1 浮點運算的定點實現(xiàn)

　　在語音識別的算法中，有許多的浮點運算。用定點DSP來實現(xiàn)浮點運算是在編寫語音識別程序中需要首先解決的問題。這個問題可以通過數(shù)的定標(biāo)方法來實現(xiàn)。數(shù)的定標(biāo)就是決定小數(shù)點在定點數(shù)中的位置。Q表示法是一種常用的定標(biāo)方法。其表示機(jī)制是：

　　設(shè)定點數(shù)是J，浮點數(shù)是)／，則Q法表示的定點數(shù)與浮點數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：

　　浮點數(shù))／轉(zhuǎn)換為定點數(shù)x：x= (int)y×2Q；

　　定點數(shù)z轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)y：y =(float)x×2-Q。

　　3．2 數(shù)據(jù)精度的處理

　　用16b的定點DSP實現(xiàn)語音識別算法時，雖然程序的運行速度提高了，但是數(shù)據(jù)精度比較低。這可能由于中間過程的累計誤差而引起運算結(jié)果的不正確。為了提高數(shù)據(jù)的運算精度，在程序中采用了以下的處理方法：

　　(1)擴(kuò)展精度

　　在精度要求比較高的地方，將計算的中間變量采用32b，甚至48b來表示。這樣，在指令條數(shù)增加不多的情況下卻使運算精度大大提高了。

　　(2)采用偽浮點法來表示浮點數(shù)

　　偽浮點法即用尾數(shù)+指數(shù)的方法來表示浮點數(shù)。這時，數(shù)據(jù)塊的尾數(shù)可以采用Q1．15數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)塊的指數(shù)相同。這種表示數(shù)據(jù)的方法有足夠大的數(shù)據(jù)范圍，可以完全滿足數(shù)據(jù)精度的要求，但是需要自己編寫一套指數(shù)和尾數(shù)運算庫，會額外增加程序的指令數(shù)和運算量，不利于實時實現(xiàn)。

　　以上兩種方法，都可以提高運算精度，但在實際操作時，要根據(jù)系統(tǒng)的要求和算法的復(fù)雜度，來權(quán)衡考慮。