数字化技术论文范文

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三维可视化技术，是对一种能够形象立体的描述矿山模型的技术手段，利用三维可视化技术可以更加全面的了解矿体的地表形态与矿体空间信息之间的位置关系，为测量人员提供更精准形象的空间分析数据。三维可视化技术是通过三维动画软件来实现的，常用的动画软件是3DMAX，它具有先进的运动匹配以及数字化建模等功能，可以大幅度的提升三维可视化模型的制作品质。

1.2数字化资料处理技术

资料的数字化处理，是矿山测量系统的一项重要工作，矿山测量工作包括数据信息的采集、存储以及处理，数据类型主要是图形、数字以及表格等[2]。进行资料的数字化处理，需要用到计算机的辅助绘图功能和电子图表化功能，许多测量工作者会运用VB、AutoCAD等软件进行实际的数据处理工作。

2数字化测量在地面控制测量中的应用

2.1GPS地面控制网的布设要点

地面控制测量的主要目的是为施工放样、变形观测、地面大比例成图、建立整体的控制奠定基础，建立地面控制网可以对全局有一个整体的把控，限制测量误差的积累和系统之间的错误信息传递，因此，有利于提高测量数据的精准度[3]。GPS与地面控制测量结合，就形成了GPS地面控制网这种先进的地面控制测量方法，在布设地面GPS控制网时，要充分考虑测量范围的大小、精度要求以及点位密度等因素，可以根据工程的需要设定不同的边长。在分布网点时，要遵循统一的测量规则，按照严格的等级标准进行施工作业。

2.2常见的网形

GPS地面控制网对横向误差没有影响作用，但其长度却会对地下贯通的纵向产生误差，因此，两点通视网形和后视同一点网形这两种简便灵活的网形，在城市地铁的地面控制网布设中具有更加明显的优势。针对丘陵隧道情况，采用后视同一点布设网形不能直观的通视两个控制点之间的联系，但可以在丘陵山脊上设置一个新的控制点，实现与两点之间的通视，只要水平角度够精确，就可以显著地减少地面控制网对横向误差的影响[4]。

3数字化测量在井筒深部延伸中的应用

立井井筒深部延伸是矿井测量的一项关键工作，利用激光测距仪、全站仪等进行井筒深部延伸的贯通测量能够有效的降低横向误差，提高贯通测量的精确度，而且与传统的测量方式相比，还能满足井筒深部延伸的精准定位要求[5]。针对地理坐标北纬30°55′，东径117°49′，平均海拔为168.5m的丘陵地带开掘的直径3m，筒深600m的辅助井，可以直接对其改造并延伸成井，一般是先在井筒内预留一段超过5m的岩柱作为井筒隔离层，在180～300m深部采用吊罐反掘的方法刷大成井。为了提高竖井贯通工程的测量精度，采用全站仪和陀螺仪能够定向的反映辅助井的贯通施工，对丘陵地带的辅助井贯通施工具有很强的指导意义和实用性。

3.1贯通测量误差的预计

贯通测量误差,需要从既定的k点开始，沿平巷和下山敷设导线，并测量回到k点所引起的误差，从外部形式上看像一条闭合的导线k-1-2...15-16-k，在实际贯通之前是一条支导线，所以，在水平方向上的重要贯通误差，实质上是支导线终点k在x方向上的误差。

3.2辅助井贯通测量

在辅助井贯通测量的地面控制测量中，可在辅助井、措施井及混合井井口附加埋设3各相似的近井点，并建立以第1个近井点为坐标原点，其余两个为假定方位的坐标系统，将3个近井点之间用1条直线连接，利用全站仪测量6个回数，利用激光测距仪测量往返距离，在闭合的三角形中就可以测定导线边长，同台仪器的往返测距和不同测量方法的测量结果可以多次使用。由测量误差所引起的x、y方向上的误差，采用全站仪导线，全站仪的测角精度为2s，测距精度为2mm+2ppm，由于平均误差小于100m，所以各边的误差均小于2.2mm。利用陀螺仪可以简化深部延伸井筒的定向程序，先在地面上独立测量3个仪器常数，再在井下定向边上独立测量2次陀螺方位，基础定位程序可以在3d之内完成。辅助井井中测量的目的，是为了确定井筒的垂直度，一般是先地表标记出一个以井筒为中心点的十字线，沿井筒十字线放置两根钢丝作为几何投点，通过测量多处井点，利用余角法就可以推算出井中坐标的具置，并进而确定井筒的垂直度[6]。主井与辅助井贯通时的测量误差来自于两工作面上井筒中心的相对偏差，一般是先假定井筒中心线方向为y'方向，与它垂直的方向为x'方向，最后求出井筒中心的平面位置误差。对于两个相向开凿的立井贯通，需要同时进行地面测量、井下测量和定向测量，这些测量误差的所得出的贯通相遇点的误差，需要同时预计x'、y'两个方向上的误差。

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（一）采集与存储

非遗保护工作的基础首先是非遗的采集与保存。由于非遗具有形式多样、非物质形态和信息量庞大等特点，对非遗进行完整有效的采集、编码，并长期存储和系统重现存在一定难度。数字化技术为非遗保护中多种数据形式的记录工作提供了强有力的工具。传统数字化采集技术包括使用图文扫描、文字识别、录影、录音等技术获得文字、二维图像、视频和音频信息。然而，由于非物质文化遗产丰富多样的形式和巨大的信息量，传统的采集和记录技术存在难以重现、可编辑性差等问题。例如在传统舞蹈的采集和保存中，演员的动作多通过文字、照片、视频进行记录，但上述方式对表演的记录并不精确和全面，在没有指导的情况下难以进行完整重现，且无法进行修改和编辑。近年来，全息拍摄、三维扫描、动作捕捉、地理信息技术和虚拟现实等新技术逐渐兴起和成熟。根据意大利佛罗伦萨大学MassimilianoPieraccini等人的研究，三维技术已经在文化遗产保护领域得到了充分的发展和广泛的应用。③[3]在国内，已有学者讨论了动作捕捉技术在楚文化编钟乐舞数字化保护④以及泉州拍胸舞采集⑤中的应用。这些现代数字信息获取与处理技术突破了传统保护方式难以达到的保真效果，为非遗的保护提供了新的可能性。数字化存储技术也为非物质文化遗产的存储提供了许多新手段。非遗转化为数字化形式后，往往以文字、图片、音频、视频、三维模型等多种形式进行储存，这些非遗数据来源多样、结构异质，大多包含较大信息量，并有长期保存、方便管理的需求。在物理层面，除了以传统的光盘、磁盘作为存储介质外，磁盘阵列、分布式存储等技术为大容量存储提供了可能，而光纤和一系列网络协议也成为支持数据的异地存取的有利条件。在数据层面，数据库技术、数据管理和检索技术的发展促进了非遗数据的结构化，完整有序、便于检索的数据也为非遗的开发与利用提供了便利。于此同时，数据压缩技术则成为节省存储空间、压缩存储成本的重要工具。

（二）复原与重现

由于非遗的传承往往依赖其固有的文化生态环境，在现代文明的冲击下，许多珍贵的非遗已不再具有完整形态。例如部分传统舞蹈、传统音乐的部分技法已经失传，在今天已经难以完整继承和学习。在这一问题上，数字化技术为非遗的形态复原保证了技术上的可能性，同时也为非遗的继承和发扬提供了支持和辅助。目前，数字化修复与演变模拟技术在非遗保护中的应用主要分为两类：⑥一类是将三维建模、虚拟漫游、图像处理、人工智能等技术应用于现场调查和保护修复等各个环节；另一类是结合专家的领域知识进行艺术品的虚拟复原和演变模拟。例如根据专家的经验知识以及保存较为完好的木雕花纹，综合利用图像处理、三维建模、人工智能等技术，修复变形、脱落、损坏的木雕艺术；⑦又如利用专家知识、文献记载和已知技法，通过计算机模拟还原失传技法。在非遗的重现工作方面，多媒体技术、虚拟现实技术都为完整、系统重现非遗提供了解决方案。尤其是虚拟现实技术，通过对视觉、听觉、触觉等感官的全方位模拟，配合三维扫描、动作捕捉等采集技术，不但能高保真度地还原展示对象，还能让体验者产生身临其境的感受。ChengYang等人指出，利用虚拟现实技术重建和模拟著名历史文化活动能促进公众更为积极和深入地参与非物质文化遗产的保护。⑧

（三）传播与共享

在信息时代，非遗的展示、传播和共享也有了新的形式。数字博物馆、数字图书馆以及数字档案馆等数字资源展示与共享平台逐渐兴起。这些数字资源展示与共享平台主要分为数据平台与体验平台两种形式，数据平台和体验平台既可以有机结合，也可以各有侧重。检索平台通过建立网站、连接数据库实现用户随时查阅、检索相关非遗资源，部分线上博物馆提供了非遗资源的申报途径和非遗保护的交流场所。例如开通与2006年6月9日的“中国非物质文化遗产网中国非物质文化遗产数字博物馆，”⑨展示与传播了中国和世界非物质文化遗产专业知识，并提供了非遗保护工作的信息交流平台。这些线上平台在用户接口层与动态网站架设、交互式程序设计等技术密不可分；在逻辑和数据层则要求通过元数据、语义网等设计，以确保非遗资源的可获取性。体验平台把数字化技术应用于博物馆展示领域，极大拓展了展示的空间和手段，增强了互动性和趣味性。在数字博物馆里，只需简单操作即可让展品清晰、全面、交互式和情景式地呈现在阅览者面前。一些在传统博物馆难以展示的宝贵工艺流程、民俗、音乐、戏曲，则可相对系统地进行模拟，并更为鲜活地得到重现，例如深圳博物馆的“深圳民俗文化展，”⑩通过场景复原和多媒体展示等数字化展示方式对深圳民俗文化进行了全面立体的介绍。此外，阅览者可以与展示平台进行互动，提升参与度，例如展开虚拟漫游，获得更为深入和丰富的体验。在以上过程中，虚拟现实技术和人机交互技术是互动式展示的技术基础；而在网络技术和相关协议、标准的支持下，这些展示平台既可以与传统博物馆结合，也可以不依托博物馆实体而进行网络展示。

（四）辅助设计与辅助开发

非遗的保护与开发是对立统一的关系。合理的开发和创新不但无损于传统，更能创造出符合现代环境的新形式，有利于非遗在现代市场环境下获得新的生存空间，从而部分化解现代文明与文化遗产生存空间之间的冲突。其中，数字化辅助设计以及数字化编排与讲述技术（VirtualStoryteller）为非遗的发展和开发利用提供了有效的方法。在传统工艺品的艺术特点提取以及创新设计工作中，数字化辅助设计系统在平面设计和三维设计领域均能发挥重要作用。其实例有浙江大学计算机学院CAD中心的敦煌壁画艺术的数字化知识提取与辅助创作系统的研究，以及浙江大学计算机学院现代工业设计研究所的斑铜工艺品辅助设计系统的研究。127在口头文化遗产的保护中，数字化故事编排与讲述技术将文化遗产的表现形式全面升级。该技术提供了基于人工智能的虚拟环境，这些虚拟环境整合了音乐、戏剧、诗歌等多种表现形式，并具有自动编排故事情节的能力。该技术的一大特点是具有交互性，用户能够根据自身需要参与故事的讲述。目前韩国汉城Nabi艺术中心的已成功举办基于数字技术的非物质文化遗产故事讲述技术竞赛，在这一竞赛中，不同风格的数字故事讲述技术被有效地应用于非物质文化遗产的保护中。在音乐与舞蹈类文化遗产的保护工作中，数字化舞蹈编排与声音驱动技术提供了新思路。该技术旨在收集和保存多种舞蹈文化的视觉效果与相关声频，建立动作和音频库，并通过对舞蹈动作特点和音频特点的分析，开发出基于动作的舞蹈编排系统和声音驱动的舞蹈编排系统。

二、技术视野下非遗保护数字化的现状与问题

我国是一个非遗大国，各民族在其发展过程中均创造出了灿烂的非物质文明。由于受社会转型期的影响，濒危非遗数量庞大、种类繁多。然而，我国非遗保护数字化工作的开展晚于许多发达国家，面临的困难也更多。近年来我们在非遗保护的数字化工作中取得了许多成绩，但也暴露了大量问题。从技术及其应用的角度看，这些问题可以归纳为目前新技术在非遗保护工作中只得到小范围、浅层面的应用，没有深入和有机地与非遗保护工作结合，尚未能真正体现帮助非遗在现代社会合理嬗变、寻求新生存空间的作用。本文将在下文中对非遗数字化保护的现状和问题进行讨论。

（一）数字化资源质量不高，可利用性差

随着社会经济的迅速发展和现代文明的迅速渗透，对濒危非遗资源进行数字化保护的需求不断增长。近年来，许多宝贵的非遗资源通过各种形式转化为了数字格式，形成了一定数量的非遗数据资源。然而，这些非遗数据资源部分存在质量不高、可利用性差等问题，主要体现在以下两个方面。首先，数据的完整性、一致性、准确性和及时性不足。这一问题首先在数据采集阶段存在。这一方面是由于对非遗的数据采集方式较为陈旧，大多停留在较为单一的文字、照片等形式，录影、录音较少，三维扫描、动作捕捉等新技术则没有得到推广，导致难以完整、系统地对非遗进行记录；另一方面是由于我国非遗数量大种类多，采集工作往往缺乏连贯性和一致性，采集效率低下，导致采集结果有许多错、漏、冗、杂且缺乏及时性。同时，数据的结构化程度低，可利用性差。目前国内非遗数据大部分停留在简单存档阶段，在数据采集后，许多数据资源既没有经过数据清洗提升质量，也没有接受其它处理，为数据的结构化制造了困难。在这种情况下，非遗数据库缺乏充分结构化和统一管理，难以快速检索、难以提取有价值信息，因而难以分析和开发利用，难以展示和共享，也难以进一步指导非遗保护工作。

（二）技术应用程度低，未能发挥数字化优势

我国非遗保护的数字化起步较晚，目前数字化技术的应用普遍仅存在于浅表层。从应用范围看，应用数字化技术的工作通常是较为简单的存档、记录，对非遗的深度开发、再诠释较少；从应用深度看，应用了数字化技术的非遗保护项目往往仅在形式上数字化，未能充分发挥数字化的优势；从技术层面看，目前在非遗保护中得到应用的技术往往较为简单落后，许多新的研究成果并未得到实际应用。当前，国内非遗的数字化应用主要集中于非遗的存档记录工作。在非遗的保存工作中，又主要集中于拍照、图文扫描、录音、录影等传统形式，三维扫描、动作捕捉的应用数量较少。而在传统形式中，非遗资源又以文字和图像资料居多，视频、音频资料数量稀少，难以发挥数字化技术在保存工艺流程、歌舞、曲艺等活态文化遗产中的作用。在非遗传播与共享方面，尽管应用虚拟现实技术的数字博物馆建设、应用元数据和语义网技术的数字图书馆、档案馆建设已成为学术界的热点话题，研究成果大多仅针对其技术实现，未指向实际应用。据有关调查，在我国公共图书馆的特色馆藏或自建馆藏中建有非物质文化遗产资源数据库的只占到6%。而现有的非遗资源数字展示平台大多仅有单一的展示风格和极少的交互性，检索功能不完备，用户界面不友好，未能充分发挥数字化技术交互性、趣味性强的优势。在非遗的开发与发展方面，尽管一些研究项目已经取得了许多成果，例如浙江大学CAD&CG国家重点实验室的“民间表演艺术的数字化抢救保护与开发的关键技术研究”及“云南斑铜工艺品数字化辅助设计系统”，大部分工作大多仍停留在研发和试验阶段，尚未投入实际应用，研究成果的转化依旧任重道远。

（三）缺乏标准化、整体化，难以资源共享

非遗资源形式多样，分属民间文学、传统音乐、曲艺、传统技艺、传统医药、民俗等多个门类，其数据包含文字、图像、音乐、视频、三维模型等多种形式，保护工作专业人员构成也各不相同。目前，这些结构异质的非遗资源在国内的存储和管理大多各自为政，未能形成一个非遗数据资源的有机整体。即使是同一门类的非遗资源，不同项目之间也未能建立相关标准和协议对非遗保护的数字化进行规范和指导。同时，许多非遗保护项目并未遵守同国际元数据标准和数字图书馆建设的最新标准和规范，难以与国外项目进行交流与共享。这种现象导致了不同的非遗保护项目难以共享资源，存在重复劳动等问题。

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2现代广播电视技术的发展展望

首先，促进现代广播电视技术的进一步发展。目前，通过现代广播电视技术，有效推进广播电视事业繁荣发展。因噪扰不断积累，信号失真逐渐累积，进而导致质量低劣问题出现。按照现阶段技术水平，还很难解决这些问题，即使近些年从未停止改良、完善，因制式制约，未能实现质的飞跃。而卫星技术、计算机技术与微电子技术的有效运用，使广播电视技术有了希望，即将开创广播电视技术革新时代。其次，数字化水平进一步提高。对于广播电视而言，接收、传输模拟信号时，极易噪声干扰、噪杂，使原信号混淆，严重影响信号质量。通过数字化技术，全面提升实用水平，在信号传输环节，对噪扰与失真问题，实施整形恢复，进而获取原始信号。通过数字化技术，提高信号处理、加工便捷性，增强抗干扰能力，有利于电路的集成。因此，提高数字化水平，对广播电视技术具有重大作用。第三，卫星技术进一步发展。在国际上，先进国家早就开始使用卫星技术，使国民信息需求得到有效满足。然而，我国启用卫星电视技术较晚，一直到1990年才普及推广，大量卫星电视生产企业、经验企业增多。然而受到生产与技术约束，国外广播电视产品冲击，外国企业基本占据了我国卫星接收市场。随着改革开放进一步深化，我国卫星技术水平明显提升，然而过度依赖国外技术。近些年来，卫星信道调解芯片逐渐实现国产化，然而国外企业垄断了解码芯片市场，我国电视产品进口依赖度较高，自主产品研发力度不高。一直到2012年，国产直播解码芯片研发成功，使用户基础条件得到有效扩大，对于直播卫星服务，正在大力推进户户通工程，开拓了我国广播电视新领域。因此，我国要想发展广播电视技术，必须不断加强卫星技术研发，提高卫星芯片产品质量，进一步发展卫星技术。

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噪声抑制阀值是指打开语音信道的门限电平值。在阈值之下的信号认为是噪声，关闭语音信道；在阈值之上的信号则认为是语音，打开语音信道。这一阈值可根据环境噪声的大小、外来干扰的严重程度及语音信号的幅度而进行设置。例如，当语音信噪比为30dB时，噪声抑制阈值可设为32mV左右。

前延时时间是指语音信号在超过阈值后到语音信道打开的延时时间。这一时间太长将造成语音的起始音素被切除（称为“头切”），是不能允许的。但这一时间又不能太短，太短的话任何幅度超过噪声抑制阈值的突发的短暂干扰都会立刻打开语音通道并将这干扰送到语音终端，破坏静音效果。为尽可能地吸收这类干扰又不至于造成“头切”，根据语音声学特征的有关统计资料与经验数值，前延时时间可在0.5～4ms之间选择。

后延时时间是指在噪声抑制门限被打开并自己传送语音时，从语音信号幅度回落至噪声抑制阈值之下到语音信道关闭的延时时间。由于语音信号波形的动态范围很大，讲话时又随着语气的变化而起伏停顿，因此后延时时间太短会造成语音的断续，影响语音传送质量。后延时时间太长，则造成语音停顿时噪声拖尾，同样影响语音质量。为兼顾这两方面，后延时时间的量值范围约为0.05～0.5s左右。

由于语音特点因人而异，环境噪声和外界干扰情况又常有不同，所以上述的噪声抑制三参数经常需要在语音通信的过程中进行调节。在使用模拟噪声抑制电路时，这些参数是用电位器或开关来调节的。在使用模拟噪声抑制电路时，这些参数是用电位器或开关来调节的。采用数字化噪声抑制技术后，通过软件就可以设定和调节这些参数了。

2语音信号的数字化

采用数字化噪声抑制技术，必须先将语音信号数字化。模拟语音信号的数字化有多种方法，最通用的是按照G.711标准进行PCM编码[1]。对于频带为300～3400Hz的语音信号，采用2.048MHz的取样时钟，以8kHz的速率进行8位取样，取样数据按A律编码，偶数位交替反转。多路语音信号可以分配不同的取样时隙，32个时隙（125μs）组成一帧。

PCM编解码芯片选用NationalSemiconductor公司的TP3094[2]。该芯片为44引脚PLCC封装，单一5V供电，集成了四路PCM编解码电路，压扩方式为A/μ律可选，片内自带电压基准、低通接收滤波器和带通发送滤波器，通过外接电阻可以调节输入信号的增益。

TP3094可采用长帧和短帧两种同步方式，外接帧信号和2.048MHz的时钟即可工作。TP3094在进行PCM编解码时的工作方式有8bit和32bit两种，以8bit方式工作时需为每路语音的PCM码提供单独的帧同步信号，而以32bit方式工作时只要为第一个时隙提供短帧同步信号即可自动完成对其后连续的另三路PCM语音编码同步。在以32bit方式作时，还可以采用多片TP3094芯片级联工作。

图1所示为两片TP30094级联成为八路PCM语音编解码电路。图中TP3094的VCI0～VXI3为四种语音输入端，GXO0～GXO3为各路的增益调节端，在VXI和GXO之间接一电阻，此电阻与VXI端至信号源间的电阻比值可决定该路语音信号的输入增益。VRO0～VRO3为解码后的四路模拟语音信号输出端。电容C1、C2用于滤波。外接的2.048MHz主时钟脉冲冲送到两片TP3094的MCLK端，8kHz的帧信号F0（由CPLD产生）送到第一片TP3094的FSX0和FSR0端，再将第一片TP3094的FSX和FSR1分别连到第二片TP3094的FSX0和FSR0端，就完成了两片芯片的级联。两片以上的级联亦可由此类推。为避免数字信号对模拟信号的干扰，电路中数字部分和模拟部分的供电分别布线后再接到单一5伏电源。

两片TP3094的PCM信号输出端DX并联后送到数字噪声抑制电路，经数字噪声抑制电路处理后的PCM信号再送回两片TP3094的输入端DR进行解码。TSX0、TSX1是开路沟道输出端，R1、R2为上拉电阻。在所分配的时隙输出PCM信号时，TSX0、TSX1为低电平，可提供给CPLD作为控制信号。

TP3094工作于32bit短帧方式时的时序图如图2所示。

输入和输出的PCM信号DR、DX包含了从CH0至CH3的四路数字语音信号，每路为一个时隙，8个bit。每路语音的PCM编码中D7为符号位。D6～D0为数值位。FSX1和FSR1可用于级联下一个芯片。

3数字化噪声抑制电路的原理框图

数字化噪声抑制电路的原理框图如图3所示。由于采用的是“自顶向下”的CPLD设计方法，这一电原理框图本身就是最顶层的图形设计文件（.gdf文件）。图中的各个组成部分，根据需要分别采用了基本逻辑门电路、参数化模块、以缺省符合（DefaultSymbol）表示的文本输入（TextEntry）和宏功能逻辑单元（MegaFunction）组合。

从PCM解码输出端DX输出表示八路语音信号的64bit串行信号，进入64位的参数化移位寄存器模块进行串/并变挛，变换后的输出经64位参数化锁存器模块锁存，每帧刷新一次。锁存信号以八位为一路，依次送到八个噪声抑制控制器（Symboll）。每个噪声抑制控制器独自控制一路语音信道，将PCM信号的偶数位取反后，再将除符合位（最高位）以外的七位数字与由S[6..0]设定的噪声抑制门限值进行比较，比较结果输出给延时器（Symbol2），延时器输出则作为控制信号送到噪声抑制控制器。各噪声抑制控制器输出的PCM信号经64位参数化称位寄存器模块完成并/串行变换后恢复成串行PCM码流送往两片TP3094解码成为具有噪声抑制效果的语音信号。噪声抑制控制器还输出八路指示信号LED[7..0]至八只发光二极管作为各语音信道的噪声抑制门限指示。

Symbol3用来产生TP3094要求的帧脉冲F0，提供移闰寄存器、锁存器、噪声抑制控制器所需的时序信号，并为延时器提供不同的时钟信号；P0、P1用来选择PCM帧32个时隙中的哪八个时隙用于本片作语音噪声抑制处理；TSET[3..0]用来选择CLK1、CLK2的分频系数以调整噪声抑制延时时间。这些输入都可以通过外部数字信号进行设置和调节。

按以上方法对PCM信号进行的数字化噪声抑制处理使语音信号产生一帧（125μs）的固定时延，但人耳的听觉对这一时延是完全不能觉察的。

4CPLD设计要点

CPLD器件选用Altera公司的EPF6016ATC100集成电路[3]，内含16000个等效门，1320个逻辑单元，采用100-PinTQFP封装。设计软件使用MAX+PLUSII10.0版本[4]，下面介绍设计要点。

4.1Symbol1的设计

Symbol1实施噪声抑制控制功能，首先通过偶数位取反将PCM码转换成便于作大小比较的码型，再将D[6..0]与S[6..0]输入的设定值进行噪声抑制门限比较。比较结果从D端输出到延时器，并从B端收延时信号。根据比较结果和延时状态决定是将输入的PCM信号原样送往输出，还是将代表无语音信号的“55H”码送往输出。

Symbol1的逻辑功能由AHDL语言编写，具体如下：

Subdesignsymbol1

（A[7..0],S[6..0],B:input；

Y[7..0],D,L:output；）

variable

E[6..0]：node；

begin

E6=！A6；E5=A5；E4=!A4；

E3=A3;E2=!A2;E1=A1;

E0=!A0;

L=!B;

if(E[6..0]>S[6..0])then

(D)=B"1";

endif;

if(B)then

(Y[7..0])=H"55";

else(Y[7..0])=A[7..0];

endif;

end;

以上文本通过编译后即可建为缺省图形符号Symbol1。

4.2Symbol2的设计

Symbol2实现前后延时功能，采用图形输入，电路图见图4。

图4中CLK1、CLK2为前、后延时的计时脉冲，由2.048MHz的MCLK主时钟经分频后得到，分别用于前延时计数器Countr1和后延时计数器Counter2计时。当无语音信号时，噪声抑制控制器Symbol1的输出D为“0”，Counter2计至Q2端为“1”后停止计数，并通过反相器将CLK2的输入封住。Q2端的高电平同时对Counter1清零，使B输出为“1”，噪声抑制控制器输出PCM码“55H”，即无语音信号。

当接收到的PCM信号幅度超过设定的噪声抑制阈值时，D变为“1”，Counter2被清零，此时Counter1脱离清零状态开始计数器。Counter1计至Q1为“1”后B端输出电平从“1”转为“0”，前延时结束，Symbol1的输出从“55H”变为转发输入的PCM码。与此同时，B端的低电平将CLK1时钟封住，只要Counter1不被清零，B始终为低。

如果接收到的PCM信号不是连续的语音而是突发噪声，幅度只是短暂地超过设定的噪声抑制阈值，那么D变为“1”后在Counter1未来得及将B变为“0”时D又回到了“0”，B的电平就一直是“1”，PCM输出码也始终是“55H”，突发的噪声就不会传到输出端。

在话音信号持续期间，信号幅度在短暂时间内低于噪声抑制阈值虽然使得D端电平有时为“0”，从而使Counter2有时脱离清零状态开始计数，但只要信号幅度低于噪声抑制阈值的时间不超过设定的后延时时间，Counter2就总是在计数未满时就被再次清零，其输出一直保持为“0”，使B也一直为“0”，输出与输入的PCM信号始终保持一致，语音不会发生继续。只有当输入信号幅度低于噪声抑制阈值的时间超过设定的后延时时间后，Q2输出“1”，才使Counter1被清零，使B为“1”，输出PCM码“55H”。再有信号来时，仍按上述流程工作。

4.3时序的设计

数字化噪声抑制电路必须严格按照标准的PCM时序工作，电路由外部提供2.048MHz的主时钟信号MCLK和帧同步信号Fi。Fi用于本部分电路PCM信号与其它电路的PCM信号组帧时进行同步，在不需要该功能时可将Fi输入端接高电平。

Symbol3在MCLK的作用下产生PCM编解码电路TP3094所需的帧同步信号F0，又从TP3094接收TSX0和TSX1信号以产生数字噪声抑制处理所需的时序信号TSX、TT。为了保证PCM信号的正确读入、锁存、处理和移位输出，这些信号间的时序关系必须如图5所示。

TSX由TSX0、TSX1经“与非”后得到，在每帧中所选定的八个时隙传输PCM信号时为高电平。TSX为串/并行移位寄存器提供赋能信号，在主时钟MCLK的下降沿将来自DX端的PCM信号读入寄存器并移位寄存。TSX同时是PCM信号从DR端输出的三态门控制信号。

TT是CPLD噪声抑制时序中的一个重要控制信号，由TSX延时半个主时钟周期（244ns）后取反得到。由于TT的延时作用，使得图3中的参数化锁存器模块能在输入的PCM信号完成串/并行变换后随即于TT的升沿将数据锁存住。在通过并/串行移位寄存器输出PCM信号时，TT为高电平时把并行数据装载进移位寄存器；TT为低电平时MCLK的上升沿将寄存器内的数据逐位地串行移出至DR端。