基于ARM Cortex-M3的语音合成软件系统设计与实现

作     者：熊林云 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁旭阳;周毅

授予年度：2014年

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 

主      题：语音合成 HMM Arm Cortex-M3 LZSS TD-PSOLA 

摘      要：随着移动互联网时代的兴起,语音合成技术在嵌入式系统领域的应用越来越被重视。基于HMM训练的语音合成技术正被广泛使用,但是由于这种使用大语料库系统占用很多的系统资源,并且运算量大等特点,所以在应用到嵌入式系统时,存在硬件配置要求高,实时处理不够及时,语音效果不如PC机那样自然流畅等问题。针对上述问题,本论文首先详述了语音合成技术的历史和现状,然后对HMM算法、HMM语料库设计、HMM单元挑选、LZSS压缩算法、波形拼接TD-PSOLA算法等相关技术原理进行了详细的阐述与分析,然后对基于Arm Cortex-M3内核的嵌入式语音合成系统进行了需求分析,并根据实际的市场需求与功能需求,设计并实现了基于Arm Cortex-M3内核的嵌入式系统语音合成系统,该系统充分利用Arm Cortex-M3内核的硬件特点解决了语音合成技术中高运算量和数据传输效率的要求,为了能够支持并行处理文本韵律分析、HMM单元挑选、语音拼接合成等多个处理环节,系统引入了RTOS,并且根据多任务操作系统的分时处理特点,采用流水线并行处理的方案,明显提高了语音合成的速度和合成质量,既满足了嵌入式语音合成系统对文字到语音的转换正确、韵律合理的基本要求,又兼顾了播放实时、流畅的用户体验需求。本系统的设计与实现拓展了语音合成技术在嵌入式产品领域的应用范围,非常适合目前中低端移动设备对语音合成技术的市场需求。