作者：西安電子科技大學(xué)綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)理論及關(guān)鍵技術(shù)國家重點實驗室（４１００７３） 林嘉宇 長沙國防科技大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院 余圣發(fā) 易 波 來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

語音處理系統(tǒng)中的周期性沖激噪聲及其消除 摘要：通過對帶微處理器的語音處理系統(tǒng)的噪聲分析，指出微處理器工作所引發(fā)的周期性沖激電流，通過電源對系統(tǒng)造成的周期性沖激噪聲是語音處理系統(tǒng)中噪聲的一個重要來源。介紹了克服周期性沖激噪聲在不同層次上的幾種方法。 關(guān)鍵詞：周期性沖激噪聲 微處理器 語音處理系統(tǒng) 降噪系統(tǒng) 隨著語音信號數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸大量地以微處理器（如ｄｓｐ芯片、單片機）為核心構(gòu)造語音處理系統(tǒng)；同時，由之引發(fā)的語音處理系統(tǒng)的噪聲問題越來越突出，成為人們關(guān)注的一個重要課題。系統(tǒng)背景噪聲不但嚴重影響人們對語音系統(tǒng)的接受，對語音處理往往也會造成損傷，直接給語音系統(tǒng)的語音質(zhì)量帶來不良后果。

人們對噪聲已經(jīng)作了深入研究[１]。一般應(yīng)用較為廣泛的抗噪措施包括：互補式動態(tài)壓括降噪、非互補式動態(tài)壓括降噪、濾波降噪、電源處理降噪、軟件處理降噪等。對語音處理系統(tǒng)而言，不是所有的降噪系統(tǒng)在所有情況下效果都良好，例如，有些全聲頻段的降噪系統(tǒng)（杜比ｃ就是其中的一種），反而對低頻段的噪聲消除很不得力。因此，我們應(yīng)針對語音處理系統(tǒng)的具體情況，有的放矢地進行噪聲分析以找出消除方法。

系統(tǒng)噪聲消除，首要問題在于找出存在的或隱含潛在的主要噪聲源，然后設(shè)法消除該噪聲源，這是治本的方法。對于噪聲來源不很明確或不好解決的情況，則應(yīng)分析噪聲特性，采用相應(yīng)措施降低噪聲，提高系統(tǒng)最終信噪比，這是治標的方法。

目前的語音處理系統(tǒng)一般應(yīng)用微處理器處理語音數(shù)據(jù)，其基本構(gòu)造如圖１所示。系統(tǒng)包含兩個模塊：模擬模塊和數(shù)字模塊。這種結(jié)構(gòu)使帶微處理器的語音系統(tǒng)的噪聲問題具有一定的特殊性。事實上，數(shù)字模塊工作所引發(fā)的周期性沖激噪聲，是語音系統(tǒng)噪聲的一個重要來源。

克服這種周期性沖激噪聲可以在不同層次上采取措施。該噪聲是以電源通道為傳播途徑的，對電源的處理應(yīng)放在首要位置，這就是前面所說的“治本”；而“治標”也不能忽視，因為電源一般并不可能處理得盡善盡美。為減小已經(jīng)混入了待處理語音數(shù)據(jù)中的沖激噪聲的影響，可以采用數(shù)字中值濾波或ｌｏｒ濾波。在信號最終的輸出端，采用模擬的窄帶濾波降噪以及動態(tài)降噪，可以收到很好的效果。

下面通過對一種具體語音處理系統(tǒng)樣機的實驗和理論分析，討論這一具有普遍意義的問題。

１ 帶微處理器語音系統(tǒng)的沖激噪聲

帶微處理器的語音系統(tǒng)的噪聲源中，周期性沖激噪聲是具有共性的一項。沖激噪聲來自兩方面，其一為ｔｔｌ邏輯電路引發(fā)的小浪涌沖激電流，其二為微處理器數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇罄擞繘_激電流。

１．１ ｔｔｌ邏輯電路引發(fā)的小浪涌噪聲分析

一般的數(shù)字系統(tǒng)，主要由ｔｔｌ邏輯電路構(gòu)成。在ｔｔｌ電路中，局部電流狀態(tài)取決于器件的邏輯狀態(tài)、外接負載電阻電容以及輸出瞬時導(dǎo)通等因素。圖２給出了ｔｔｌ