實時變音處理芯片SD771D的原理與應(yīng)用
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關(guān)鍵詞 實時變音 SD771D 典型應(yīng)用電路
1 概述
語音技術(shù)包括語音識別(speech recognition)、語音合成(speech synthesis)及文字轉(zhuǎn)發(fā)音TTS(Text-To-Speech)。目前,語音合成技術(shù)不管是在研究方面,還是在應(yīng)用方面,都處在一個成熟的發(fā)展期,有的已經(jīng)投入了實際的應(yīng)用。以TTS技術(shù)為例,這種技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品得到了很多廠商的推廣,如Microsoft推出的純軟件性質(zhì)的TTS處理軟件包(即SAPI SDK軟件包);華邦電子推出的語音處理芯片WTS70l及ISD系列語音處理產(chǎn)品等。
SD771D是臺灣翔音科技公司推出的單芯片實時變音處理器,以真人發(fā)音為樣本,可將輸出的語音進行實時變調(diào)處理(如升高、降低),還可實時地將男女聲的語音相互轉(zhuǎn)換。利用它可以制作多樣化的虛擬人物、創(chuàng)造多變的聲訊環(huán)境、更好的娛樂效果。
2 SD771的特點及工作原理
2.1 SD771的特點
◇內(nèi)建麥克風(fēng)放大電路;
◇內(nèi)建32Ω喇叭驅(qū)動電路;
◇內(nèi)建數(shù)字音量控制(15 levels)電路;
◇可選擇數(shù)字或模擬輸入模式來改變音調(diào);
◇數(shù)字輸入模式為15種音調(diào)變化;
◇模擬輸入模式為180種音調(diào)變化;
◇內(nèi)建16位△-∑A/D及D/A轉(zhuǎn)換器;
◇工作電壓范圍為DC+3.6~+6.0V;
◇工作電流為25mA;
◇能立即將說話者的聲音轉(zhuǎn)換成不同的聲調(diào)輸出(如音調(diào)變高、變低,男聲與女聲的相互轉(zhuǎn)換)。
圖l是S13771D的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理,BPF(Band Pass Filter)和LPF(Low Pass Fiilter)是抗噪聲數(shù)字濾波器。圖1中GAIN_TNC是音量調(diào)高按鈕,GAIN_DEC是音量調(diào)低按鈕,PITCH_INC是音調(diào)升調(diào)按鈕,PITCH_DEC音調(diào)降調(diào)按鈕,ORIC是還原音調(diào)按鈕,RESET是復(fù)位按鈕。以上介紹的所有這些按鈕均為低電平有效,每個鍵按下的持續(xù)時間必須大于10ms,前后兩個不同按鈕按下的時間間隔必須大于60ms,如圖2所示。PITCH_VR是類比模式改變音調(diào)的輸入端,XI和XO用于連接系統(tǒng)晶振電路的輸人。
2.2 SD771D工作原理及典型應(yīng)用電路
(1)改變聲音定調(diào)的等級
從麥克風(fēng)輸入的聲音經(jīng)過SD771D處理后由DAC發(fā)送出去。SD771D同時發(fā)出兩路信號,一路為數(shù)字信號,另一路為模擬信號,并用來改變聲音定調(diào)的等級。當(dāng)PITCH—VR的電平小于0.1V時,即接通數(shù)字信號通道,斷開模擬信號通道。數(shù)字信號通道和模擬信號通道聲音定調(diào)等級的調(diào)控是相互獨立的。
(2)數(shù)字信號通道
數(shù)字信號通道是由PITCH—INC音調(diào)的升調(diào)按鈕)或PITCH_DEC(音調(diào)的降調(diào)按鈕)來控制的.當(dāng)PITCH_VR的電平小于0.1V時,聲音定調(diào)的等級就由PITCH_INC或PITCH_DEC控制。此時SD771D會反復(fù)檢查PITCH_INC和PITCH—DEC的狀態(tài)。當(dāng)這兩個按鈕中的一個按鈕有一個低電平脈沖出現(xiàn)時,SD771D馬上會改變聲音定調(diào)的等級。聲音定調(diào)的等級有升調(diào)檔和降調(diào)檔各7等級,包括無鍵按下時的正常聲調(diào)等級,共15級,如表1所列。
(3)模擬信號通道
SD771D內(nèi)部有一個8位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),輸入的模擬信號電壓通常由PITCH_VR端來進行聲音定調(diào)的等級控制。如果PITCH_VR上的電壓在0.3~2.2V之間,那么,這個電壓范圍的值會被分成180個級別,并且每一個級別對應(yīng)一個音調(diào)的比率。
圖3是SD771D的典型應(yīng)用電路。
結(jié) 語
SD771D可將輸出的語音進行實時變調(diào)(如升高、降低),并對這種變調(diào)技術(shù)按聲音定調(diào)的等級來進行處理,還可實時地將男女聲音的語音相互轉(zhuǎn)換。
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