【正文】 受多種因素的限制，例如 :語音信號(hào)所包含的信 息內(nèi)容。這種編碼方式一般對(duì)數(shù)碼率的要求要比波形編碼低很多，但只能達(dá)到合成語音的質(zhì)量 (即自然度、講話者的可識(shí)別性都較差的語音 )，即使碼率提高到與波形編碼相當(dāng)時(shí)，語音質(zhì)量也不如波形編碼。如果希望有較高的編碼質(zhì)量，當(dāng)編碼速率在下降時(shí)，其合成語音的性能會(huì)下降得很快。波形編碼是將時(shí)間域信號(hào)直接變換為數(shù)字代碼，力圖使重建語音波形保持原語音信號(hào)的波形形狀。數(shù)字化語音的傳輸與存儲(chǔ) 可靠性、抗干擾、速交換、易保密等各方面都遠(yuǎn)勝于模擬語音。 in the last chapter ,the main conclusions of design are summarized. Keywords: Speech Compress Coding, TMS320F2812.第一章 1 第一章 引 言 語音編碼的發(fā)展進(jìn)程及現(xiàn)狀 語音信號(hào)處理的研究工作最早可以追溯到 1876 年貝爾發(fā)明的電話，該發(fā)明首次用聲電、電聲轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離的語音傳輸。 ABSTRACT Ⅱ Abstract DSP Processor is designed for realtime digital signal the great Progresses and a series of breakthrough in VLSI technologies， integrated DSPs process out soon after. Integrated DSPs Possess many advantages ， such as pactness， low Power cost， and high working speed and so on which are mostly suitable in speech signal pressing. Present DSPs are getting more and more attentions in the information field， due to its Powerful signal Processing ability，being a hotpoint technique in munication and other relating signal nrocessing areas. With the rapid development of Multimedia munication technology and Inter technology, Application of Digital speech Coding is more widely in recent years. Digital speech Coding can reduce rate of bits ,for the purpose of provided more channels to transfer image、 document、 puter files and other Data stream, but the operation must assure quality of speech. So ITU introduce , a voice pressing criterion, 64kbps rate speech criterion have the advantages of high speech quality、 low time delay and good stability， which can be applied in the area of digital speech munication and be worth researching highly. First of all the development course and tendency of Speech Compress Coding has been introduced. On the basis of analysis and research to theory of criterion arithmetic ， realization of the algorithm of speech coding’s system based on TMS320F2812 is narrated .Due to large operation when arithmetic is run in realtime， several methods of optimized codes was put forward .Loaded optimized codes in TMS320F2812 and simulated， the arithmetic’s performance was pared第二章分析了語音信號(hào)編、解碼原理與 標(biāo)準(zhǔn)的算法原理和論述了 TMS320F2812 軟、硬件的開發(fā)和設(shè)計(jì)。具有語音質(zhì)量高、低延時(shí)和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，可用于數(shù)字語音通信領(lǐng)域，具有很高的研究價(jià)值。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)上取得的突破進(jìn)展，集成化的 DPS 數(shù)字信號(hào)處理器具有體積小、功耗低和運(yùn)算速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此非常適用于語音信號(hào)的壓縮處理。目前的 DPS 芯片以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能而在通信和其他信號(hào)處理領(lǐng)域得到廣泛注意，并已成為開發(fā)應(yīng)用的熱點(diǎn)技術(shù)。 本 文首先簡要的介紹了語音壓縮編碼算法的發(fā)展進(jìn)程，以及發(fā)展趨勢(shì)。第三章主要對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論與驗(yàn)證。 Whole paper is made up of three chapters In the first chapter， summarizes the classification、 standard and tendency of Speech coding 。 1939 年 Dudley 研制成功第一個(gè)聲碼器，從此奠定了語音產(chǎn)生模型的基礎(chǔ)，這一工作在語音信號(hào)處理領(lǐng)域具有劃時(shí)代的意義。從最初的 64kbps 的標(biāo)準(zhǔn) PCM 波形編碼器到現(xiàn)在 4kbps 以下的參量編碼的聲碼器，語音壓縮編碼在幾十年里得到迅速發(fā)展。 波形編碼的基本原理是在時(shí)間軸上對(duì)模擬語音按一定的速率抽樣，然后將幅度樣本分層量化，并用代碼表示。最近，對(duì)于波形編碼器提出了一些新技術(shù)，例如后濾波器、改進(jìn)激勵(lì)程序等，使得語音質(zhì)量有比較大的提高。應(yīng)用廣泛的線性預(yù)測(cè)LPC(Linear Predictive Coding)聲碼器是典型的語音參數(shù)編碼器。但是，作為一個(gè)速率低第一章 2 限，臨界信息速率應(yīng)該是人理解信號(hào)所需要的最小速率，但這是一個(gè)還需要繼續(xù)深入研究的問題。 在中國，語音和語言處理技術(shù)的研發(fā)略晚于國外。在這些頂尖的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，中國的語音和語言處理技術(shù)得到很大發(fā)展，并逐步在國際上引起注意。語音編碼的目的，是在給定的編碼速率下，使得從解碼恢復(fù)出的重構(gòu)語音的質(zhì)量盡可能高。為了降低比特率，波形編碼會(huì)充分利用相鄰抽樣點(diǎn)之間的相關(guān)性 ，對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行編碼。參數(shù)編碼的原理和設(shè)計(jì)思想和波形編碼完全不同。 第一章 3 本論文的主要內(nèi)容 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)帶寬有限的無限通信、信道價(jià)格昂貴的衛(wèi)星通信和軍用保密通信的需求不斷增加，各種與語音應(yīng)用服務(wù)相關(guān)的新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，要求語音數(shù)據(jù)能被靈活處理、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)和傳送。當(dāng)前，對(duì) 標(biāo)準(zhǔn)中算法的研究一直在進(jìn)行，并且取得了很大的成績，程序得到了很大的優(yōu)化。 全文分為四章，第一章概述語音壓縮編解碼的發(fā)展進(jìn)程、趨勢(shì)以及課題的主要研究內(nèi)容及意義。 第二章 4 第二章 相關(guān)技術(shù)介紹 編解碼原理介紹 語音的數(shù)字化過程 語音的數(shù)字化過 程是語音傳輸?shù)幕A(chǔ)，是把模擬的語音信號(hào)轉(zhuǎn)化為可控制的數(shù)字信號(hào)的過程．其主要操作是將模擬音頻信號(hào)每隔一定時(shí)間間隔截取一段，并將所截取的信號(hào)振幅轉(zhuǎn)換成由一組二進(jìn)制序列表示的離散序列，即數(shù)字音頻序列。一般的取樣是按均勻的時(shí)間間隔進(jìn)行的。所有的取樣值可能出現(xiàn)的范圍被劃分成有限多個(gè)小階距 (量化步長 )的集合，把凡是 落入某個(gè)量化階距內(nèi)的取樣值都賦予相同的值，即量化值。如果取樣值既采取均勻量化，又采取自然二進(jìn)制表示，這種編碼方法就是脈沖編碼調(diào)制 PCM(Pulse Code Modulation)。表示取樣值的二進(jìn)制的位數(shù)為量化位數(shù)，它反映各取樣值的精度，如 4 位能表示取樣值的 16 個(gè)等級(jí)， 8 位能反映 256 個(gè)等級(jí)，其精度為音頻信號(hào)最大振幅的 11256。 可以有兩種編碼方案：A 律和 u 律。量化的任務(wù)是由模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字的過程，但會(huì)引入量化誤差，應(yīng)盡量采用較小 的量化間隔來減小這一誤差。我國采用的是歐洲標(biāo)準(zhǔn)。 第二章 6 1 2 8 01 63 24 86 48 0 1 1 2 9 6A = 8 7 . 61 / 81 / 43 / 81 / 25 / 83 / 47 / 810 0 . 1 2 5 0 . 2 5 0 . 3 7 5 0 . 5 0 . 6 1 2 5 0 . 7 5 0 . 8 7 51 C o m p a n d e d s i g n a l N o r m a l i z e d o u t p u t圖 21 方程曲線示意圖 表 22 A 律壓縮編碼圖示 I n p u t v a l u e sC o m p r e s s e d c o d e w o r dc h o r ds t e p1 11 0 9 8765 43210 B i t :6543 210xxx xxxxxdd xxxxx xccdx xxxxbbcd xxxxaabcd xxx01abcdxx001abcdx0001 abcd00001a bc000001a b00000 01a00000001000011 110011001 101010 1 01aa aa aa a abbb b bbbbc c c c c c c c d d d d d d d dT a b l e A . 3 A L a w B i n a r y E n c o d i n g T a b l e B i t : A 律解碼方程為： F1? （ y） =sgn（ y） |y|[1+ln（ A） ]/A 0≤|y|≤1/(1+ln(A)) =sgn（ y） e Ay ])1)ln(1[|(| ?? /[A+Aln(A)] 1/(1+ln(A))≤|y|≤1第二章 7 表 23 A 律解碼示意圖 98 76543 210000 01abc00 0001a b001 000001111001abc d101abcd1 0aabcd 1 10bb cd11 0 0ccd10000dd1 000 0 01 1 0 0 0 0 0 01 01 1B i t0123456C o m p r e s s e d c o d e w o r dc h o r d s t e pB i a s e d o u t p u t v a l u e s B i t s : 10110 1 0101 0 1a aa aa a a a b b b b bbbb c c c cc c c