【正文】 ]易克初 田斌 付強(qiáng)．語音信號處理[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2000.，[4]楊行峻 遲惠生．語音信號數(shù)字處理[M]．北京：電子工業(yè)出版社，1995.[5]陳尚勤 羅成烈．近代語音識別[M]．成都：電子科技大學(xué)出版社，1991.[6]陳永彬 王仁華．語言信號處理[M]．合肥：中國科技大學(xué)出版社，1990.[7] ．語音信號數(shù)字處理[M]．朱雪龍等譯，北京，科學(xué)出版社，1993.[8]趙 健 李勇．?dāng)?shù)字信號處理．北京：清華大學(xué)出版社[M]，2006.[9]張雄偉 曹鐵勇．DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用[M]．北京，電子工業(yè)出版社，2000.[10]劉艷萍．DSP技術(shù)原理及應(yīng)用教程[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.[11]俞卞章．?dāng)?shù)字信號處理[M]．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2002.[12]蘇濤．DSP實用技術(shù)[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002.[13]Linde Y ,Buzuo A．AN Algorithm for Vertor Quntizer Design[J]，IEEE Comm, 1990,5566 [14]．Denoising by Softthresholding[J].IEEE Signal Prcessing Magazine, 1991,105135[15] and Signal Prcocessing[J]. IEEE , 1995,300312[16]TMS320C54x DSP Functional Instrument[N].2001，3360[17]TMS320C54x DSP Programmer’ Instrument[N]. 2001，6679致 謝經(jīng)過近半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)論文，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。在這類應(yīng)用中，人們最關(guān)心的是語音質(zhì)量和存儲要求[7]。并具有多次音頻轉(zhuǎn)接能力。經(jīng)過對語音信號近三十年的研究，提出了許多語音數(shù)字壓縮的方法，到20世紀(jì)90年代初期，速度為4~8kbit/s的波形與參數(shù)混合編碼器，在語音質(zhì)量上已經(jīng)接近前者的水平，達(dá)到實用化的水平，并且已經(jīng)達(dá)到實用化的階段。打開串行口和INT0中斷（外部脈沖每10ms中斷一次），設(shè)置方法是對IMR寄存器進(jìn)行設(shè)置；?？傮w調(diào)試包括系統(tǒng)的初始化、軟件與硬件聯(lián)合調(diào)試等。有些程序模塊直接用匯編語言編寫，有些模塊直接用C語言編寫，而有些模塊則可以使用C語言和匯編語言混合編寫。為了區(qū)分同一頁上的2路變量以及同一路的編解碼器變量，它們的名稱應(yīng)有不同。階數(shù)越大，運(yùn)算量越大。而實際CVSD編碼器的輸入總是8kHz的采樣信號，為了滿足算法要求。首先調(diào)試硬件系統(tǒng)，調(diào)試通過后，軟件就可以直接在用戶硬件系統(tǒng)上進(jìn)行調(diào)試了。系統(tǒng)既可以直接采用簡單的容阻復(fù)位方式，同時，外部也可以隨時對DSP進(jìn)行復(fù)位。由于VC5409的DMA支持緩沖區(qū)全滿或半滿都產(chǎn)生中斷的方式，所以只要將這2塊緩沖區(qū)設(shè)計成連續(xù)，就可以方便地實現(xiàn)乒乓工作，而不產(chǎn)生數(shù)據(jù)溢出。數(shù)據(jù)收發(fā)由幀同步信號觸發(fā)。幀同步PCM第1路第2路第3路8bit125181。串口的雙緩沖區(qū)發(fā)送、三緩沖區(qū)接收能保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性。其中CPLD用來產(chǎn)生8kHz的幀同步信號，使各硬件芯片之間協(xié)同工作。外圍電路包括1個定時器，1個主機(jī)接口，并且具有DMA和片內(nèi)引導(dǎo)功能。本文采用了TI公司的TMS320VC5409定點DSP實現(xiàn)了上述三種語音編解碼算法。根據(jù)指標(biāo)：采樣率為16kHz。假定相鄰的三個碼子全“1”或者全“0”，則△（n）增加一個值；否則△（n）一直遞減到由k (因為k＜1＝和Q共同決定的△min。其中在輸出PCM格式轉(zhuǎn)化器后加一個同步編碼調(diào)整，作用是防止同步級聯(lián)情況下產(chǎn)生累計失真，調(diào)整PCM輸出編碼以消除后面一個ADPCM級的量化失真[8]。(n)ADPCM輸出x180。(n1)+[1k(n)] y180。自適應(yīng)量化器和反向自適應(yīng)量化器均受尺度因子y(n)控制，其量化特性的變化與信號的動態(tài)范圍相匹配。能提供4種數(shù)碼率：40Kbps、32Kbps、24Kbps、16Kbps。 ADPCM算法ADPCM算法是一種波形編碼，它在PCM(脈沖編碼調(diào)制)編碼的基礎(chǔ)上引入了預(yù)測和差分的概念，僅對實際值與預(yù)測值之間的差值進(jìn)行編碼。此外，編碼器還有5毫秒的前瞻，因此算法的總延遲為15毫秒。這等價于普通的方法從加權(quán)語音信號中消除加權(quán)合成濾波器的零輸入響應(yīng)。然后編碼器通過使用分析合成搜索過程選擇激勵信號，在該搜索過程中，原始語音和重建語音間基于感知加權(quán)失真方法的誤差會降低到最低。自適應(yīng)后置濾波器是由三個濾波器級連而成：長時后置濾波器Hp(z)，短時后置濾波器Hf(z)，頻譜傾斜補(bǔ)償濾波器Ht(z)，后面接著進(jìn)行一個自適應(yīng)增益控制過程。其主要部分為：參數(shù)解碼；后濾波處理。4自適應(yīng)碼本搜索，它通過最小化原始語音信號和重構(gòu)語音信號的加權(quán)均方誤差來進(jìn)行閉環(huán)基音搜索。：首先，對模擬輸入語音信號經(jīng)話路帶寬濾波（符合ITU ）后，被以8kHz為采樣頻率進(jìn)行采樣，再量化成16bit線性PCM（脈沖編碼調(diào)制）數(shù)字信號輸入到編碼器。ADPCM主要是針對連續(xù)的波形數(shù)據(jù)的，保存的是波形的變化情況，以達(dá)到描述整個波形的目的，但是它的編碼和解碼的過程卻很簡潔。CVSD的量化步長是可動態(tài)調(diào)節(jié)的，它通過對輸入信號的振幅變化率來調(diào)節(jié)量化步長的增量值，當(dāng)輸入信號的振幅變化率增大時，增量值也相應(yīng)增大，反之亦然。“共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼本激勵線性預(yù)測編碼方案”（CSACELP）算法。單一編碼算法，由于碼率和算法固定，系統(tǒng)的靈活性較差。它具有語音質(zhì)量好、抗噪聲性能強(qiáng)等特點，但所需的編碼速率高，一般在64~16kb/s之間。采用低數(shù)碼率的語音編碼率的語音編碼技術(shù)，有效地適應(yīng)了信號電纜帶寬窄的特點。如果對語音直接采用模/數(shù)變換技術(shù)編碼，則傳輸或儲存語音的數(shù)據(jù)量太大。語音通信在現(xiàn)代通信中占有重要地位，它研究的是語音信號的高效、高質(zhì)量傳輸?shù)膯栴}，包括語音編碼、語音加密等內(nèi)容。在這里，傳輸碼率就是指傳輸每秒鐘語音信號所需要的比特數(shù)，也稱數(shù)碼率。為了存儲一定的語音所需要的存儲器容量將更少。參數(shù)編碼一般對數(shù)碼率的要求比波形編碼低的多。國際電信聯(lián)盟（ITU）。CVSD（連續(xù)可變斜率增量調(diào)制）是一種抗信道誤碼非常好的語音編碼算法，擅長處理丟失和被損壞的語音采樣，即使比特錯誤率達(dá)到4%，CVSD編碼的語音還是可聽的。它的核心思想是:利用自適應(yīng)改變量化階的大小,即使用小的量化階去編碼小的差值,使用大的量化階去編碼大的差值,使用過去的樣本值估算下一個輸入樣本的預(yù)測值,使實際樣本值和預(yù)測值之間的差值總是最小。 論文研究目的和內(nèi)容、CVSD、ADPCM三種語音編碼和TMS320VC5409DSP芯片做簡單介紹后，對算法的軟件和硬件實現(xiàn)進(jìn)行解釋，分析算法的復(fù)雜度，并給出算法所需運(yùn)算量以及所占用的硬件資源。第一部分是半個漢明窗，第二部分是四分之一個余弦信號。5固定碼本搜索，每個脈沖的幅度要可以是+1或1。解碼出固定碼本矢量的四個脈沖的位置和符號，計算出固定碼本矢量C(n)。固定碼本自適應(yīng)碼本短時濾波器后處理G(c)g(c)加法器量化的和未量化的LP濾波器系數(shù)用于第二個子幀，而第一個子幀中使用內(nèi)插LP濾波器系數(shù)（包括量化的與未量化的）。通過消除（濾波后的）自適應(yīng)碼本分量，目標(biāo)信號x (n)得到更新，新的目標(biāo)x’(n)在固定碼本搜索中用來尋找最優(yōu)激勵。這些參數(shù)即LSP系數(shù)、兩個音節(jié)延遲、兩組自適應(yīng)和固定碼本增益。這種計算采用自適應(yīng)濾波器進(jìn)行編碼，從而以低于標(biāo)準(zhǔn)64Kb/s技術(shù)的速率進(jìn)行傳輸。，其編碼過程為：從編碼器輸入8位的A律或181。180。k(n)由自適應(yīng)控制器模塊根據(jù)差分信號變化速率來確定。(n)y(n)k(n)y(n)t180。并且易于實現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)簡單。數(shù)字低通濾波三連碼檢測器H2C（z） ?H1（z） X0cXminA乘法器加法器乘法器減法器三連碼檢測器數(shù)字低通濾波H2D（z）H1（z）X0DXminBC′乘法器乘法器加法器其中：音節(jié)平滑濾波器　　　　編碼器雙積分器 譯碼器主積分器 G1是時間常數(shù)，a1是增益因子。第三章 芯片和硬件系統(tǒng)設(shè)計 DSP芯片TMS320VC5409 （1）TMS320VC5409簡介數(shù)字信號處理芯片（DSP）是一種特別適用于進(jìn)行實時數(shù)字信號處理的微處理器。TMS320VC5409是TI公司生產(chǎn)的一種性價比較高的定點DSP芯片，是新一代的高性能、低價位、低功耗數(shù)字信號處理器。可采用功耗下降指令I(lǐng)DLEIDLE2和IDLE3控制芯片功耗。利用VC5409提供的可屏蔽中斷INT0～I(xiàn)NT3，在中斷服務(wù)過程中對2個標(biāo)志位進(jìn)行設(shè)置，從而控制主程序的跳轉(zhuǎn)。其中，McBSP0負(fù)責(zé)PCM碼流的收發(fā)。s幀同步幀同步 串口幀結(jié)構(gòu)32kbps ADPCM每樣點用4bit編碼，規(guī)定其碼流為每樣點的碼字重復(fù)2次，即占8bit。接收寄存器DRR滿（發(fā)送寄存器DXR空）時，串口向DMA發(fā)出同步事件（REVT/XEVT）或向CPU發(fā)出中斷請求（RINT/XINT），智能DMA或CPU數(shù)據(jù)傳輸已準(zhǔn)備好。采用外接晶振，內(nèi)部時鐘使能方式。McB