语音降噪系统 FPGA 实现及算法详解

在日常的语音通信中，由于外部噪声等干扰因素的存在，会使得语音质量受到影响，甚至无法正常进行通信。为了解决这个问题，我们可以利用 SOPC 技术实现语音降噪系统，并在其中应用相应的算法。

在本文中，我们将探讨如何基于 FPGA 平台搭建一个语音降噪系统。该系统主要包含两个模块：前端预处理和降噪算法核心。前端预处理包括对输入语音数据进行采样、A/D 转换和帧分割等操作；而降噪算法核心则包括自适应滤波算法、小波变换算法等。

下面是一个简单的例子，展示了如何在 FPGA 中实现基于自适应滤波算法的语音降噪：

module Adaptive_filter(input clk, 
                        input rst_n,
                        input signed [15:0] mic_in, 
                        output signed [15:0] spk_out,
                        output signed [15:0] err_out);
reg signed [15:0] mic_data_reg [0:127];
reg signed [15:0] noise_est [0:127];
reg signed [15:0] filter_coef [0:31];
wire signed [15:0] x [0:31];
wire signed [15:0] y [0:31];
wire signed [15:0] e;
wire signed [15:0] nlms_e;
reg [15:0] mic_data;
reg start = 1'b0;
reg [4:0] write_ptr = 5'd0;
reg [4:0] read_ptr = 5'd32;
reg [7:0] threshold = 8'h15;