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臺灣佑華語音IC 語音IC芯片,臺灣九齊、華邦、義隆

　語音IC又稱：語音芯片，又被叫做聲音芯片。
　　（一）、語音基礎(chǔ)知識隆  http://www.asl.org.cn
　　1、什么是語音IC？
　　語音IC定義：將語音信號通過采樣轉(zhuǎn)化為數(shù)字，存儲在IC的ROM中，再通過電路將ROM中的數(shù)字還原成語音信號。
　　普通語音IC放音功能實質(zhì)上是一個DAC過程，而ADC過程資料是由電腦完成，其中包括對語音信號的采樣、壓縮、EQ等處理。
　　錄音芯片包括ADC和DAC兩個過程，都是由芯片本身完成的，包括語音數(shù)據(jù)的采集、分析、壓縮、存儲、播放等步驟。
　　ADC=Analog Digital Change 模數(shù)轉(zhuǎn)換
　　DAC= Digital Analog Change 數(shù)模轉(zhuǎn)換
　　音質(zhì)的優(yōu)劣取決于ADC和DAC位數(shù)的多少。例如，華邦的W90P710系列，ADC和DAC均為32bit,接近真人音質(zhì)。九齊（NYquest）的NY3,NY5系列，ADC和DAC均為16bit，接近CD音質(zhì)。而佑華（alpha）的AMEFB系列的DAC為8bit，為普通音質(zhì)。
　　另外還有常見的輸出：脈沖寬度調(diào)制(PWM）輸出，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。其相對于DAC轉(zhuǎn)換，其特點是應(yīng)用廣、成本低。
　　思科微電子（深圳）總部--臺灣九齊語音IC中國華東總代理。
　　2、語音信號的量化表述：（分類：語音IC 和 音樂IC）
　　(a) “語音IC”介紹：
　�。�1）語音信號的量化
　　采樣率（f）、位數(shù)（n）、波特率（T）
　　采樣：將語音模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。
　　采樣率：每秒采樣的個數(shù)（byte）。
　　波特率：每秒鐘采樣的位數(shù)(bit)。波特率直接決定音質(zhì)。Bps: bit per second
　　采樣位數(shù)指在二進(jìn)制條件下的位數(shù)。一般在沒有特別說明的情況下，聲音的采樣位數(shù)指8位，由00H--FFH，靜音定為80H。
　�。�2）采樣率
　　奈奎斯特抽樣定理（Nyquist Law）：要從抽樣信號中無失真地恢復(fù)原信號，抽樣頻率應(yīng)大于2倍信號最高頻率。抽樣頻率小于2倍頻譜最高頻率時，信號的頻譜有混疊。抽樣頻率大于2倍頻譜最高頻率時，信號的頻譜無混疊。
　　嗓音的頻帶寬度為20～20K HZ左右，普通的聲音大概在3KHZ以下。所以，一般CD取的音質(zhì)為44.1K和16bit，如果碰到某些特別的聲音，如樂器，音質(zhì)也有用48K和24bit的情況，但不是主流。
　　一般在我們處理針對普通語音IC的時候，采樣率最高達(dá)到16K就夠了、說話聲一般取8K（如電話音質(zhì)）、6K左右。低于6K效果比較差。
　　在應(yīng)用單片機(jī)的過程中，采樣越高，定時器中斷速度越快，會影響到其他信號的監(jiān)控和檢測，所以要綜合考慮。思科微電子（深圳）總部--臺灣九齊語音IC中國華東總代理。
　�。�3）語音壓縮技術(shù)。
　　由于語音數(shù)據(jù)量龐大，對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行有效壓縮是很必要的，能夠使我們在有限的ROM空間里錄入更多的語音內(nèi)容。有以下幾種方式：
　　語音分段：將語音中可以重復(fù)的部分截取出來，通過排列組合將內(nèi)容完整地回放出來。
　　語音采樣：一般我們使用的喇叭頻響曲線在中頻部分，較少用到高頻，所以，在喇叭音質(zhì)可以接受的情況下，適當(dāng)降低采樣頻率，達(dá)到壓縮效果，這種過程是不可逆的，無法恢復(fù)原貌，叫有損壓縮。
　　數(shù)學(xué)壓縮：主要是針對采樣位數(shù)進(jìn)行壓縮，這種方式也是有損壓縮。例如，我們經(jīng)常采用的ADPCM壓縮格式，是將語音數(shù)據(jù)從16bit壓縮到4bit，壓縮率是4倍。MP3是對數(shù)據(jù)流進(jìn)行壓縮，涉及到數(shù)據(jù)預(yù)測問題，它的波特率壓縮倍率為10倍左右。
　　通常，以上幾種壓縮方式都是綜合起來使用的。
　�。�4）常用語音格式
　　PCM格式： Pulse Code Modulation 脈沖編碼調(diào)制，它將聲音模擬信號采樣后得到量化后的語音數(shù)據(jù)，是最基本最原始的一種語音格式。同它極為類似的還有RAW格式和SND格式。它們都是純語音格式。
　　WAV格式：Wave Audio Files 是微軟公司開發(fā)的一種聲音文件格式，也叫波形聲音文件，被Windows平臺及其應(yīng)用程序廣泛支持。WAV格式支持許多壓縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道，但WAV格式對存儲空間需求太大不便于交流和傳播。WAV文件里面存放的每一塊數(shù)據(jù)都有自己獨立的標(biāo)識，通過這些標(biāo)識可以告訴用戶究竟這是什么數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括采樣頻率和位數(shù)，單聲道(mono)還是立體聲(stero)等。映發(fā)微信息科技（上海）總部--臺灣九齊語音IC華東總代理。
　　ADPCM格式：是利用對過去的幾個抽樣值來預(yù)測當(dāng)前輸入的樣值，并使其具有自適應(yīng)的預(yù)測功能與實際檢測值進(jìn)行比較，隨時對測得的差值自動進(jìn)行量化級差的處理，使之始終保持與信號同步變化。它適用于語音變化率適中的情況，而且聲音回放過程簡短。它的優(yōu)點是對于人聲的處理比較逼真，一般達(dá)到90％以上，已廣泛地應(yīng)用于電話通信領(lǐng)域。
　　MP3格式： Moving Picture Experts Group Audio Layer III，簡稱為MP3。它是利用 MPEG Audio Layer 3 的技術(shù)，采取了名為“感官編碼技術(shù)”的編碼算法：編碼時先對音頻文件進(jìn)行頻譜分析，然后用過濾器濾掉噪音電平，接著通過量化的方式將剩下的每一位打散排列，最后形成具有較高壓縮比的mp3文件，并使壓縮后的文件在回放時能夠達(dá)到較接近原音源的聲音效果。它的實質(zhì)是vbr（Variant Bitrate 可變波特率）可以根據(jù)編碼的內(nèi)容動態(tài)地選擇合適的波特率，因此編碼的結(jié)果是在保證了音質(zhì)的同時又照顧了文件的大小。
　　mp3壓縮率10倍甚至12倍。是最初出現(xiàn)的一種高壓縮率的語音格式。
　　Linear Scale格式：根據(jù)聲音的變化率大小，把聲音分成若干段，對每段用線性比例進(jìn)行壓縮，但是它的比例是可變的。SUNLINK公司和ALPHA公司的Linear Scale格式為5bit。
　　Logpcm格式：基本上對整個聲音進(jìn)行線性壓縮，將最后若干位去掉。這種壓縮方式在硬件上很容易實現(xiàn)，但音質(zhì)比Linear Scale差一些，特別是音量較小聲音比較細(xì)膩的情況下效果較差。主要用于pure speech方面。思科微電子（深圳）總部--臺灣九齊語音IC中國華東總代理。
　�。╞）“音樂IC”介紹：
　�。�1）音樂的通道與音色：
　　包絡(luò)（envelope）方波(patch) 通道（channel）
　　包絡(luò)：合成音色的一部分，單位時間內(nèi)音符輸出的變化，常見有“ADSR”
　　方波：合成音色的一部分，單位時間內(nèi)音符方波電流的變化。（另見三角波等）
　　通道：在同一時間內(nèi)，IC輸出的最多音符個數(shù)，即“單音樂器”的個數(shù)。
　　PCT：模擬音色的一種，通過采樣256個點的樂器聲音來模擬出各個音符的音高。(音色柔和，占空間小，但不夠真實)
　　FULL WAVE：通過采集一種樂器聲音來模擬各個音符音高。（樂器聲真實，但占用空間大，且采集音色音質(zhì)要求高）
　�。�2）音樂的壓縮：
　　由于音樂數(shù)據(jù)量龐大，對音樂數(shù)據(jù)進(jìn)行有效壓縮是很必要的，能夠使我們在有限的ROM空間里錄入更多的音樂內(nèi)容。有以下幾種方式：
　　音樂分段：將音樂中可以重復(fù)的部分截取出來，通過排列組合將內(nèi)容完整地回放出來。
　　音色：根據(jù)音樂的豐滿程度、需求程度，來確定Full wave，PCT、dual tone的選擇，各個音色占用空間不同，音色質(zhì)量也不同。。
　　數(shù)學(xué)壓縮：主要是針對采樣的音色（Full wave）進(jìn)行壓縮，這種方式也是有損壓縮，對于要采集的音色進(jìn)行降采樣、處理等減小采集音色的大�。ㄍ�語音類的修音）。
　　思科微電子（深圳）總部--臺灣九齊語音IC中國華東總代理。
　�。�3）常用音樂格式：
　　MID格式：MIDI(Musical Instrument Digital Interface)樂器數(shù)字接口 ，是20 世紀(jì)80 年代初為解決電聲樂器之間的通信問題而提出的。MIDI 傳輸?shù)牟皇锹曇粜盘? 而是音符、控制參數(shù)等指令。
　　WAV格式：（相見語音IC類介紹）采集音色的格式。
　　3、語音ROM空間的表述
　　語音芯片為表述的形象化，由語音長度來表示
　　a)普通語音芯片以6K采樣率為語音長度計算標(biāo)準(zhǔn)。
　　b)錄音IC以4K采樣率為語音長度計算標(biāo)準(zhǔn)。
　　即：以6k（4k）采樣率芯片可以播放的長度。
　　4、語音芯片的要素
　　相同品種的芯片成本與芯片的大小成正比。
　　a)I/O口的分配和ROM的大�。ㄕZ音秒數(shù)）決定芯片成本。低秒數(shù)語音芯片其I/O口較少。
　　b)音質(zhì)提高，采樣提高，語音秒數(shù)縮短。
　　音質(zhì)降低，采樣降低，語音秒數(shù)變長
　　c) 語音秒數(shù)的計算方法：M/(n*f)
　　M---ROM大�。╞it） n*f---波特率
　　5、聲音處理軟件介紹http://www.asl.org.cn

　　思科微電子（深圳）總部--臺灣九齊語音IC中國華東總代理。
　　1）SoundForge
　　2）Cooledit
　　3）goldwave
　　4）Cakewalk
　　6、語音芯片分類：http://www.asl.org.cn

　　語音芯片根據(jù)集成電路類型來分,凡是與聲音有關(guān)系的集成電路被統(tǒng)稱為語音芯片(又稱語音IC,這里應(yīng)該叫成Voice IC),但是在語音芯片的大類型中,又被分為語音IC(英語稱為Speech IC),音樂IC(英語稱為Music IC)兩種.
　�。╝）現(xiàn)在市場上常見語音芯片分類：
　　短時間芯片有10秒，20秒，40秒，80秒,170秒的芯片，針對型號：ISD1700系列芯片和NY3系列芯片。
　　常用的模塊有：6分鐘，8分鐘，16分鐘，1小時的等。。針對型號：WT588D系列語音模塊
　　長時間的芯片有：340秒，500秒，1000秒，2000秒更長。。針對型號：ISD4000、NY5系列語音芯片
　　通用的芯片有：3秒到640秒。針對型號：NY3、NY4、NY5系列
　　(b)現(xiàn)在市場上常見音樂芯片分類：
　　單音片：是一種最基本的音樂IC,是音樂單通道的,同一時間音符輸出的多少,決定了單音片的效果,有70多,100多音符等等.
　　音樂通道：2通道、3通道、4通道、8通道、12通道等更多。。。針對型號：NY2系列、NY5系列、WB681512系列等等。

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