【正文】 量化 模塊 對 d 進行量化，得到 ADPCM 碼字 I(k)。如果以上條件不滿足，則相應位置 0。編碼時，首先用上一個采樣點的步長索引查步長調(diào)整表求出步長 q。 具體實現(xiàn)過程如下，首先計算 16位的 PCM值的當前采樣值 Si和上一時刻預測采樣值 ( 1)pXn?之間的差值 d，這個差值的量化編碼即輸出 4位 ADPCM 值 I(k)。輸入 Si 是一個線性 16bit 補碼PCM 數(shù)據(jù)，其范圍在 32767 到 32767 之間。要使預測系數(shù) )(nak 自適應，通常是假定短時間內(nèi)語聲信號的參量保持恒定的。如果信號 )(tFS 的樣值用 S(n)表示， )(39。不論是前饋型還是反饋型自適應量化都可以希望得到超過相同電平數(shù)固定量化的 10~20dB 的改善。 無論是采用前饋式還是反饋式，自適應量化都可以改善動態(tài)范圍及信噪比。圖中多電平量化與調(diào)制器用 Q表示，積分器用 P組成的預測系統(tǒng)表示。但為了能進一步提高 DPCM 方式的質(zhì)量還需要采取一些輔助措施。然而，大多數(shù)以奈奎 斯特或更高速率抽樣的信源信號在相鄰抽樣間表現(xiàn)出很強的相關性，利用信源的這種相關性，一種比較簡潔的解決方案是對相鄰樣值的差值而不是樣值本身進行編碼。重建新號 )(kSr 是由逆量化器產(chǎn)生的量化差分信號 )(kdq ，與對過去樣本信號的估算值 )1( ?kSe求和得到。 差分脈沖編碼的概念，如圖 ，差分信號 d(k)是離散輸入信號 s(k)和預測器輸出的估計值 )1(e ?kS 之差。然而，實際上量化是在編碼過程中同時完成的，故編碼過程也稱為模 /數(shù)變換，可記作 A/D。 為使量化噪聲盡可能小而所需碼位數(shù)又不太多，通常采用非均勻量化的方法進行量 化。 量化，就是把經(jīng)過抽樣得到的瞬時值將其幅度離散，即用一組規(guī)定的電平，把瞬時抽樣值用最接近的電平值來表示 ,通常是用二進制表示。 抽樣，就是對模擬信號進行周期性掃描，把時間上連續(xù)的信號變成時間上離散的信號，抽樣必須遵循奈奎斯 特抽樣定理。 ADPCM編解碼器的實現(xiàn)。 m 轉為 Verilog，使用 Matlab和 Modesim聯(lián)合仿真驗證 二：系統(tǒng)設計原理。該模擬信號經(jīng)過抽樣后還應當包含原信號中所有信息，也就是說能無失真的恢復原模擬信號。 量化誤差：量化后的信號和抽樣信號的差值。 非均勻量化根據(jù)幅度的不同區(qū)間來確定量化間隔，幅度小的區(qū)間量化間隔取得小，幅度大的區(qū)間量化間隔取得大。 差分脈沖編碼調(diào)制 DPCM 差分脈沖編碼調(diào)制 DPCM 是利用樣本與樣本之間存在的信息冗余度（預測樣值與當前樣值之差）來代替樣值本身進行編碼的一種數(shù)據(jù)壓縮技術 [10]。此刻， )1(e ?kS 是對 S（ k）的預測值，而不是過去樣本的實際值。他們的和，即 )(kSr 作為預測器確定下一個信號估算值的輸入信號。由于相鄰樣值的差值比樣值本身小，可以用較少的比特數(shù)表示差值。即自適應措施。自適應量化的基本思想是：讓量化間隔 )(t?的變化，與輸入信號方差相匹配，即量化器階距隨輸入信號的方差而變化，它正比于量化器輸入信號的方差。反饋控制的主要優(yōu)點是量化階距的信息由碼字序列提取，因此不需要傳輸或存儲額外的階距信息。 為了進一步有效地克服語聲通信過程中的不平穩(wěn)行，要考慮量化器和預測器都適應匹配于語聲信號瞬時變化，又設計了同時帶有自適應量化和自適應階距的 ADPCM 系統(tǒng)。 tFd 的樣值用 )(39。并使短時間內(nèi)的均方預測誤差為最小值來選擇預測系數(shù) [11]。如果是非線性的 PCM 則之前先加個線性轉化模塊使得輸入的數(shù)據(jù)是線性的。在算法實現(xiàn)中，定義一個結構變量存儲預測采樣 Sp 和量化步長索引，并制定了兩個表。 V 如果當前采樣值 Si 和采樣預測值 ( 1)pXn? 之間的差值 d 為負，則 I的 D3 位置 1。這樣就確定了編碼值I(k)。 ③ 通過自適應反量化模塊對 I(k)計算得到量化差分預測信號 qd 。解碼輸入即編碼輸出 I，逆量化器將 I 逆量化成差值 dq。 解碼時首先通過步長索引查步長調(diào)整表得到量化步長，差值量化 編碼 I經(jīng)逆量化器得到語音差值 dq，這是求 I 的逆過程；然后與前次預測值一起重建當前語音信號 Sr，最后用固定預測 Sp=Sr，更新預測采樣 Sp，用 I更新量化步長索引值 [13][14][15]。 ④ 采用與編碼器相同的方法更新步長索引表，得到新的 qd ⑤ 利用新的濾波器系數(shù)，重復上述 5個步驟，解碼下一個 I(k)。我們用一段類似語音的正弦波取 200點來驗證波形。 Y=adpcm_decoder(adpcm_y)。 VIII 圖 ADPCM編碼波形 ADPCM 解碼波形如圖 。 先用 matlab 生成一個類似于正弦波的圖形來模擬為輸入的語音波形，并將其值記錄在一個名為“ sin”的 .txt 文件，然后送入到測試文件中 my_mem 保存起來， 2個時鐘上升沿后便把 my_mem 保存的數(shù)據(jù)一一送入到編碼器的 PCMIN 輸入端，然后 modelsim 仿真結果如下圖 。 X 圖 解碼輸出波形 經(jīng)過解碼后波形與輸入波形相似，當系統(tǒng)穩(wěn)定后，差異便慢慢減少，基本保持了語音的質(zhì)量。利用 Matlab 和 C語言實現(xiàn) ADPCM 編解碼器。 XI 附 錄 附錄 1： 編碼代碼 function adpcm_y = adpcm_encoder(raw_y) IndexTable = [1, 1, 1, 1, 2, 4, 6, 8, 1, 1, 1, 1, 2, 4, 6, 8]。 Ns = length(raw_y)。 index = previndex。 else code = 8。 diff = diff tempstep。 end tempstep = bitshift(tempstep, 1)。 end if (bitand(code, 2)) diffq = diffq + bitshift(step, 1)。 end if (predsample 32767) predsample = 32767。 end if (index 89) index = 89。 n = n + 1。 previndex = 1。 index = previndex。 if (bitand(code, 4)) diffq = diffq + step。 else predsample = predsample + diffq。 if (index 1) index = 1。 raw_y(n) = predsample / 32767。 input EN。 reg[3:0] CODEOUT。 XV reg[15:0] code。 prevsample = 0。 prevsample = 0。 if (diff0) begin diff=diff。 XVI code[2] = 1。 code[1] = 1。 end else code[0] = 0。 CODEOUT[3] = sb。 prevsample=predsample。 XVII input[2:0] index_a。 339。d02:IndexTable = 839。hFF。d05:IndexTable = 4。d07:IndexTable = 8。 input[7:0] Index。 839。d02:StepSizeTable= 1639。d10。 839。d06:StepSizeTable= 1639。d14。 839。d10:StepSizeTable= 1639。d21。 839。d14:StepSizeTable= 1639。d31。 839。d18:StepSizeTable= 1639。d45。 839。d22:StepSizeTable= 1639。d66。 839。d26:StepSizeTable= 1639。d97。 839。d30:StepSizeTable= 1639。d143。 839。d34:StepSizeTable= 1639。d209。 839。d38:StepSizeTable= 1639。d307。 839。d42:StepSizeTable= 1639。d449。 839。d46:StepSizeTable= 1639。d658。 839。d50:StepSizeTable= 1639。d963。 839。d54:StepSizeTable= 1639。d1411。 839。d58:StepSizeTable= 1639。d2066。 839。d62:StepSizeTable= 1639。d3024。 839。d66:StepSizeTable= 1639。d4428。 839。d70:StepSizeTable= 1639。d6484。 839。d74:StepSizeTable= 1639。d9493。 839。d78:StepSizeTable= 1639。d13899。 839。d82:StepSizeTable= 1639。d20350。 839。d86:StepSizeTable= 1639。d29794。 default:StepSizeTable= 1639。 input EN。 reg signed[15:0] PCMOUT。 reg signed [7:0] de_index。 reg start。 end if(RST==0) begin de_index =