基于短时能量和短时过零率的VAD算法及其FPGA实现

2.4 语音判决模块

　　根据计算出的当前帧的平均能量以及之前帧的情况，判断该帧是否为语音帧。通过使用四个标志位：frame_attribute[2:0]和smooth来决定是否需要进行平滑，其中,frame_attribute[2:0]记录前三帧的属性，smooth记录前三帧中是否存在非平滑过的语音。此模块的处理延迟为1个时钟周期。

2．5 控制模块

　　控制模块控制高通滤波、加窗、平均绕行电感能量计算以及语音判决模块的运行，并且根据实际情况对门限进行更新。

2．6 系统综合结果

　　表2为本设计在两款FPGA芯片上的综合结果。

　　综合结果显示，本设计在硬件上占用的资源较少，并可在低成本的FPGA（考虑到成本，选用CycloneII系列的EP2C5T144C7）上实现。因此本设计也可以与其他数字语音处理模块一起构成完整的语音处理芯片。

2．7 仿真结果及分析

　　图7为ModelSim仿真结果。图中最后一行信号为检测结果，高电平表示语音，低电平表示静音。由仿真结果可以看到，所设计的FPGA可以满足准确性及实时性的要求。

　　由前面各个模块的分析结果可以推算出，本设计在采集完一帧数据、在14个时钟周期后可将判决结果输出。

　　本文介绍了基于短时能量和短时过零率的VAD算法的FPGA实现。整个系统采用VHDL进电感厂家行描述，并进行了仿真，验证了设计的正确性。系统的时钟频率可达46铁芯电感器.22MHz,可在采集完一帧数据后的302.90ns内输出检测结果，符合实时性的要求。由于本设计采用VHDL进行描述，因此具有可移植性，同时由于设计所使用的硬件资源并不多，因此也可以作为一个模块应用到其他系统中。

参考文献
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