【正文】 在論文寫作過程中，得到了電子信息工程學(xué)院陳桂芬老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。語(yǔ)音編碼技術(shù)是伴隨著語(yǔ)音的數(shù)字化而產(chǎn)生的，其根本作用是使語(yǔ)音通信數(shù)字化，因此目前主要應(yīng)用在數(shù)字語(yǔ)音通信領(lǐng)域，而語(yǔ)音通信的數(shù)字化將使通信技術(shù)的水平提高一大步。信道條件、延時(shí)和數(shù)據(jù)速率是這類應(yīng)用中的重要考慮對(duì)象。尤其是近十年來，語(yǔ)音編碼技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作中可稱為是最活躍的研究領(lǐng)域；已經(jīng)具備比較完善的理論和技術(shù)體系，并進(jìn)入實(shí)用階段[2]。其它初始化設(shè)置包括串行口初始化、ST0、ST初始化等；。系統(tǒng)初始化設(shè)置系統(tǒng)的工作環(huán)境，因此極為重要。在本設(shè)計(jì)中，采用匯編語(yǔ)言編寫，然后使用C語(yǔ)言進(jìn)行仿真調(diào)試。因此，編解碼的程序模塊各需要2個(gè)版本，即總的程序存儲(chǔ)量=單路程序量2?？紤]到DSP的性能和算法的運(yùn)算量要求，采用128階的自適應(yīng)濾波器進(jìn)行回聲抵消。對(duì)輸入PCM碼流進(jìn)行插值濾波。硬件焊接完后，首先測(cè)試電壓是否正確。對(duì)ADPCM/CVSD碼流，由于每次處理的碼流長(zhǎng)度較短（32bit），故在中斷服務(wù)例程中由CPU直接讀寫串口（McBSP2），而不采取DMA方式。幀同步由CPLD提供，位時(shí)鐘由外部晶振提供。s幀同步幀同步幀同步164bitADPCM/CVSD32bit幀同步幀同步125181。收發(fā)的數(shù)據(jù)流字長(zhǎng)可以是11232bit，每幀最多可以有128個(gè)字。A/D、D/A部分采用單片MC14557芯片。它具有以下的優(yōu)點(diǎn)：⑴1條程序總線和3條數(shù)據(jù)總線。TMS320VC54x是TI公司繼TMS320C1x、TMS320C2x、TMS320C5x之后推出的新一代高性能通用型定點(diǎn)DSP芯片。數(shù)字低通濾波器設(shè)計(jì)成五階橢圓IIR濾波器。參數(shù)k控制自適應(yīng)的速度：如果k接近1，△（n）增加或者減小的速率變慢；若k很小，則自適應(yīng)速度加快。 CVSD算法連續(xù)可變分辨率增量調(diào)制（CVSD），是一種常用的ADM（自適應(yīng)增量調(diào)制），是一種1bit的差分波形編碼方式。180。180。自適應(yīng)量化速度的控制由控制器控制，它采用雙模式自適應(yīng)方式：對(duì)幅度變化較大的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行快速自適應(yīng)處理，其標(biāo)尺因子為y180。在此項(xiàng)目中，使用32kbps的速率。在編碼過程，用過去樣點(diǎn)的值對(duì)當(dāng)前點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并自適應(yīng)地調(diào)整預(yù)測(cè)系數(shù)數(shù)值，使預(yù)測(cè)誤差很小，從而在降低碼率的同時(shí)，保持了很高編碼質(zhì)量。在實(shí)際的編碼器實(shí)現(xiàn)中所有附加延遲有：首先，參數(shù)的索引從獲得的碼流中提取出來。加權(quán)合成濾波器脈沖響應(yīng)h(n)被計(jì)算，利用目標(biāo)信號(hào)x(n)和脈沖響應(yīng)h(n)，通過搜索開環(huán)音節(jié)延遲，進(jìn)行閉環(huán)音節(jié)分析(主要用于得到自適應(yīng)碼本延遲和增益)，這里使用了1/3分辨率的音節(jié)延遲。感知加權(quán)是自適應(yīng)的，可以提高具有平緩頻譜響應(yīng)的輸入信號(hào)的性能。后置濾波器的系數(shù)每一個(gè)子幀更新一次。參數(shù)解碼：首先解碼得到線譜對(duì)參數(shù)，并將線譜對(duì)參數(shù)轉(zhuǎn)換為線性預(yù)測(cè)系數(shù)。對(duì)子幀1的閉環(huán)基音T1的搜索是局限在開環(huán)基音Top的一個(gè)小范圍內(nèi)，對(duì)子幀2的閉環(huán)基音T2的搜索是局限在閉環(huán)基音T1的一個(gè)小范圍內(nèi)。其主要部分有：1預(yù)處理語(yǔ)音信號(hào)先進(jìn)入預(yù)處理模塊，信號(hào)經(jīng)過高通濾波和信號(hào)幅度衰減后，再作為后續(xù)模塊分析的信號(hào)。因此它具有良好的話音質(zhì)量和抗噪性能，在衛(wèi)星通信、數(shù)字話路倍增系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。因此它能在較大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，始終使信號(hào)的量化信噪比接近于其最大值，對(duì)輸入的原始信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的跟蹤、量化及編碼，從而擁有很高的信號(hào)保真度，有效地提高了語(yǔ)音編碼的質(zhì)量。這種算法綜合了波形編碼和參數(shù)編碼的優(yōu)點(diǎn)，以自適應(yīng)預(yù)測(cè)編碼技術(shù)為基礎(chǔ)，采用了矢量量化、合成分析和感覺加權(quán)等技術(shù)。越來越多的通信服務(wù)要求能實(shí)現(xiàn)多種、多路編碼算法，提供一定范圍內(nèi)的編碼速率和編碼算法的多種選擇，例如軟件無線電、IP電話、多媒體終端等。而參數(shù)編碼即聲碼器技術(shù)則從聽感個(gè)角度注重語(yǔ)音本身的重現(xiàn)。更能克服信道失真，這意味著可以采用比較簡(jiǎn)單的調(diào)制解調(diào)器在大多數(shù)信道中，當(dāng)誤碼率給定時(shí)，低數(shù)碼率比高數(shù)碼率所需要的發(fā)射功率更小。為了降低傳輸或存儲(chǔ)的費(fèi)用，就必須對(duì)其進(jìn)行壓縮。編號(hào) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)多制式語(yǔ)音編碼及其DSP實(shí)現(xiàn)Multistandard speech coding and DSP Implementation摘 要介紹了一種多制式語(yǔ)音編解碼器，在單片TMS320VC5409上完成4路話音的全雙工通信，、CVSD、ADPCM算法之間的編碼轉(zhuǎn)換，給出了算法的軟硬件實(shí)現(xiàn)、算法的運(yùn)算量及所占用的硬件資源。各種編碼技術(shù)的目的就是為了減少傳輸碼率或存儲(chǔ)量，以提高傳輸或存儲(chǔ)的效率。給定容量的復(fù)接電路或者復(fù)按電路網(wǎng)絡(luò)允許通過更多的信道。它通過對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行分析，提取參數(shù)來對(duì)參數(shù)進(jìn)行編碼，在接受端能夠用解碼后的參數(shù)重構(gòu)語(yǔ)音信號(hào)，從而讓解碼語(yǔ)音聽起來與輸入語(yǔ)音是相同的，而不是保證其波形相同。，編碼速率為8kbps，目前已在許多通信系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。，主要降低了計(jì)算的復(fù)雜度以便于實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，[4]~[6]。ADPCM(自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制)是一種算法較簡(jiǎn)單的波形編碼，是一種針對(duì) 16bits( 或8bits或者更高) 聲音波形數(shù)據(jù)的一種有損壓縮算法。綜合了這三種算法的編碼系統(tǒng)，在8kbps～32kbps碼率具有較高的靈活性，在實(shí)際生產(chǎn)中也將會(huì)有廣泛的應(yīng)用。2線性預(yù)測(cè)分析與LPC系數(shù)的量化首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行加線性預(yù)測(cè)分析窗，分析窗由兩部分組成。這樣可以減少基音搜索的復(fù)雜度。然后解碼出基音周期，獲得自適應(yīng)碼本矢量V(n)。后置濾波能夠有效地改善合成出的語(yǔ)音質(zhì)量[3]。激勵(lì)參數(shù)（固定與自適應(yīng)碼本參數(shù)）在每個(gè)5毫秒的子幀（40個(gè)采樣）中決定。在第一個(gè)子幀中音節(jié)延遲用8比特編碼，但在第二個(gè)子幀中采用5比特編碼。這些參數(shù)（LP濾波器系數(shù)，自適應(yīng)碼本向量，定碼本向量與增益）被解碼，獲得對(duì)應(yīng)于10毫秒語(yǔ)音幀的編碼器參數(shù)。它是在編碼電信語(yǔ)音信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)脈碼調(diào)制中計(jì)算兩個(gè)連續(xù)話音取樣之間差異的一種話音編碼方法。其語(yǔ)音質(zhì)量相當(dāng)于64Kbps的PCM編碼，并具有良好的抗誤碼性能。(n)；對(duì)幅度變化較小的帶內(nèi)數(shù)據(jù)和信令進(jìn)行慢速自適應(yīng)處理，其尺度因子為y180。(n1)式中k(n)為自適應(yīng)控制參數(shù)，0≤k(n) ≤1。180。自適用的量階隨信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性的變化而變化，在信號(hào)很大動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，可獲得最大信噪比。、?！　≈饕夹g(shù)：三連0/三連1檢測(cè)，即若檢測(cè)到碼流中有三連0或三連1，則表示信號(hào)在驟升或驟降，調(diào)整量階以適應(yīng)信號(hào)變化。該系列芯片具有很高的性能價(jià)格比，體積小，功耗低，功能強(qiáng)，已經(jīng)在語(yǔ)音合成、通信傳輸、圖象處理、測(cè)量與控制等許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[9]。配合存儲(chǔ)區(qū)的雙操作數(shù)讀取能力，可以支持單周期，三操作數(shù)指令，提高了程序的運(yùn)行和通用性；⑵先進(jìn)的針對(duì)應(yīng)用設(shè)計(jì)的CPU硬件邏輯提高了芯片的性能；⑶高度專用的指令結(jié)構(gòu)提供了更快的算法實(shí)現(xiàn)和更方便的優(yōu)化；⑷片上外設(shè)包括3個(gè)McBSP（多通道緩沖串口）、一個(gè)6通道的DMA控制器、8bit HPI口及鎖相環(huán)時(shí)鐘發(fā)生器；⑸模塊化結(jié)構(gòu)方便了快速的后續(xù)發(fā)展； ⑹先進(jìn)的IC處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高性能和低功耗，5V靜態(tài)CMOS技術(shù)進(jìn)一步降低了功耗。晶振TMS320VC5409MC14557用戶電路CPLD電話晶振MC14557用戶電路語(yǔ)音語(yǔ)音壓縮語(yǔ)音AlawAlaw語(yǔ)音語(yǔ)音TMS320VC5409電話 單路信號(hào)的硬件系統(tǒng)框圖（2）算法的硬件選擇程序定義了兩個(gè)標(biāo)志變理flagflag2。表32 串口配置串口數(shù)據(jù)流字長(zhǎng)（bit）幀長(zhǎng)（word）讀/寫控制同步事件/中斷McBSP0PCM841DMAREVT/XEVTMcBSP11641DMAREVT/XEVTMcBSP2ADPCM/CVSD322or48bitCPURINT/XINT對(duì)每種算法，4路編解碼器都要求全雙工工作，因此，對(duì)3個(gè)McBSP都進(jìn)行了配置。s125181。串口與存儲(chǔ)區(qū)之間的數(shù)據(jù)交換由CPU或DMA控制器完成。硬件設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮：。McBSP接口是一個(gè)很重要的片上外設(shè)，因?yàn)椤疌54x的內(nèi)部沒有集成更多的通用接口，所以在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常用McBSP接口實(shí)現(xiàn)DSP與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳遞，例如用McBSP接都在實(shí)現(xiàn)外部A/D、D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳遞。然后，可用示波器或邏輯分析儀測(cè)試DSP的CLKMD引腳是否有信號(hào)輸出，并測(cè)試一下該信號(hào)的頻率是多少。根據(jù)插值定理，可以選擇低通濾波器無失真地恢復(fù)原始信號(hào)?；芈暤窒K的輸入是當(dāng)前一幀輸入語(yǔ)音信號(hào)與以前解碼器輸出的一階合成語(yǔ)音。②對(duì)CVSD和ADPCM算法，由于輸入輸出信號(hào)不分幀（逐樣點(diǎn)處理），而碼流格式又取得了一致，所以可以共享輸入輸出存儲(chǔ)單元。為了提高程序效率，將定點(diǎn)C程序用手工的方法編寫匯編語(yǔ)言是很重要的。本系統(tǒng)的初始化工作包括：。程序包括：初始化程序、語(yǔ)音編解碼程序串行口中斷服務(wù)程序、INT0中斷服務(wù)程序等。盡管現(xiàn)在的通信網(wǎng)絡(luò)容量在不斷增加，但語(yǔ)音信號(hào)壓縮編碼一直在應(yīng)用中受到關(guān)注，這是以為它有著廣泛的應(yīng)用前景。②語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字儲(chǔ)存。對(duì)于目前正蓬勃興起的移動(dòng)通信和個(gè)人通信，語(yǔ)音編碼技術(shù)是非常重要的支撐技術(shù)。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。參考文獻(xiàn)[1]胡 航．語(yǔ)音信號(hào)處理[M]，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002.[2]韓紀(jì)慶 張磊 鄭鐵然．語(yǔ)音信號(hào)處理[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2004. 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