【正文】 度變化較大的語音信號進行快速自適應處理，其標尺因子為 y180。 在此項目中，使用 32kbps 的速率。在編碼過程，用過去樣點的值對當前點進行預測，并自適應地調整預測系數數值，使預測誤差很小，從而在降低碼率的同時，保持了很高 編碼質量。在實際的編碼器實現中所有附加延遲有： 9 解碼器原理 首先，參數的索引從獲得的碼流中提取出來。加權合成濾波器脈沖響應 h(n)被計算，利用目標信號 x(n)和脈沖響應 h(n)，通過搜索開環(huán)音節(jié)延遲，進行閉環(huán)音節(jié)分析 (主要用于得到自適應碼本延遲和增益 )，這里使用了 1/3 分辨率的音節(jié)延遲。感知加權是自適應的，可以提高具有平緩頻譜響應的輸入信號的性能。自適應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)，頻譜傾斜補償濾波器 Ht(z)， 后面接著進行一個自適應增益控制過程。 其主要部分為：參數解碼；后濾波處理。對子幀 1的閉環(huán)基音 T1 的搜索是局限在開環(huán)基音 Top 的一個小范圍內，對子幀 2 的閉環(huán)基音 T2 的搜索是局限在閉環(huán)基音 T1 的一個小范圍內。 其主要部分有： 1 預處理 語音信號先進入預處理模塊，信號經過高通濾波和信 號幅度衰減后，再作為后續(xù)模塊分析的信號。 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，在實際生產中也將會有廣泛的應用 。 ADPCM(自適應差分脈沖編碼調制 )是一種算法較簡單的波形編碼， 是一種針對 16bits( 或 8bits 或者更高 ) 聲音波形數據的一種有損壓縮算法。 1996 年 ITU 又制定了 的簡化方案 ，主要降低了計算的復雜度以便于實時實現 ，因此目前使用的都是 [4]~[6]。 是 ITU 制定的一種高質量的中速率語音壓縮編碼標準，編碼速率為 8kbps，目前已在許多通信系統(tǒng)中得到了應用。它通過對語音信號進行分析，提取參數來對參數進行編碼，在接受端能夠用解碼后的參數重構語音信號，從而讓解碼語音聽起來與輸入語音是相同的，而不是保證其波形相同。 給定容量的復接電路或者復按電路網絡允許通過更多的信道。各種編碼技術的目的就是為了減少傳輸碼率或存儲量，以提高傳輸或存儲的效率。 I 本科畢業(yè)設計 多制式語音編碼及其 DSP實現 Multistandard speech coding and DSP Implementation II 摘 要 介紹了一種多制式語音編解碼器，在單片 TMS320VC5409 上完成4路話音的全雙工通信，并實現 、 CVSD、 ADPCM 算法之間的編碼轉換，給出了算法的軟硬件實現、算法的運算量及所占用的硬件資源。為了降低傳輸或存儲的費用，就必須對其進行壓縮。 更能克服信道失真，這意味著可以采用比較簡單的調制解調器 在大多數信道中，當誤碼率給定時，低數碼率比高數碼率所需要的發(fā)射功率更小。而參數編碼即聲碼器技術則從聽感個角度注重語音本身的重現。越來越 多的通信服務要求能實現多種、多路編碼算法，提供一定范圍內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。這種算法綜合了波形編碼和參數編碼的優(yōu)點，以自適應預測編碼技術為基礎，采用了矢量量化、合成分析和感覺加權等技術。因此它能在較大的動態(tài)范圍內，始終使信號的量化信噪比接近于其最大值，對輸入的原始信號進行準確的跟蹤、量化及編碼，從而擁有很高的信號保真度，有效地提高了語音編碼的質量。因此它 具有良好的話音質量和抗噪性能，在衛(wèi)星通信、數字話路倍增系統(tǒng)中得到了廣泛應用。 如圖 所示。 6 4 自適應碼本搜索 對每個子幀進行閉環(huán)基音搜索，它通過最小化原始語音信號和重構語音信號的加權均方誤差來進行閉環(huán)基音搜索。 如圖 所示。 后濾波處理 ： 后濾波處理主要是自適應后濾波。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失真方法的誤差會降低到最低。這等價于普通的方法從加權語音信號中消除加權合成濾波器的零輸入響應。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。 ADPCM 算法 ADPCM 算法是一種波形編碼，它在 PCM(脈沖編碼調制 )編碼的基礎上引入了預測和差分的概念，僅對實際值與預測值之間的差值進行編碼。 是 ITU 制定的自適應差分脈沖編碼算法標準， 能提供 4 種數碼率： 40Kbps、 32Kbps、24Kbps、 16Kbps。自適應量化器和反向自適應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。(n1)+[1k(n)] y180。(n) ADPCM 輸出 x180。其中在輸出 PCM 格式轉化器后加一個同步編碼調整，作用是防止 同步級聯情況下產生累計失真，調整 PCM 輸出編碼以消除后面一個 ADPCM 級的量化失真 [8]。 △（ n）的遞推公式中其上下限是確定的。實用的 CVSD 編碼器一般輸入過抽樣，以便在二電平粗量化器的限制條件下達到實用編碼的目的。還可以按照 DSP 工作的 數據格式把 DSP芯片分為數據以定點格式工作的定點 DSP 芯片和數據以浮點格式工作的浮點 DSP 芯片。它 被廣泛應用在嵌入式系統(tǒng)、數據采集等系統(tǒng)中， 還可以應用在 如機頂盒（ STB）、個人數字助理（ PDA）和數字無線通信等要求能脫機運行的內嵌式系統(tǒng)中。 硬件系統(tǒng) （ 1）硬件板介紹 在發(fā)端，模擬信號通過前端處理電路和 A/D 采樣，轉換成 8bit Alaw PCM 信號。利用 VC5409 提供的可屏蔽中斷 INT0～ INT3，在中斷服務 過 程中對 2 個標志位進行設置，從而控制主程序 的 跳轉 。表 是本項目采用的串口配置。 18 圖 串口幀結構 32kbps ADPCM 每樣點用 4bit 編碼，規(guī)定其碼流為每樣點的碼字重復 2 次，即占 8bit。s 幀同步 幀同步 19 表 33DMA 配置 通道 比特流 源地址 目的地址 緩沖區(qū)（字） 中斷方式（緩沖 區(qū)） DMA2 (收 ) DRR11 DM 452 全滿 /半滿 DMA3 (發(fā) ) DM DXR11 452 全滿 /半滿 DMA4 PCM（收） *1 DRR10 DM 41 全滿 *2 DRR10 DM 4802 全滿 /半滿 DMA5 PCM（發(fā)） *1 DM DXR10 41 全滿 *2 DM DXR10 4802 全滿 /半滿 DM：數據存儲區(qū) *1：對 ADPCM/CVSD 編碼 *2：對 編碼 （ 5）數據傳輸的控制 如圖 所示，串行數據流在 McBSP 的 DR管腳接收 ， DX管腳發(fā)送。這 2 塊緩沖區(qū)以乒乓方式工作，即 DMA 傳遞 其中塊緩沖區(qū)數據時，另一塊緩沖區(qū)接收來自串口或 CPU 的下一組數據。采用簡單的容阻復位與外部復位相結合的方式。利用 JTAG仿真頭，仿真器就可以對用戶系統(tǒng)進行硬件軟件調試。 23 第四章 軟件 系統(tǒng)設計與調試及算法修正 CVSD 算法的修正 CVSD是每樣點 1bit的編碼方式，所以 32kbps和 16kbps的 CVSD輸出信號分別由 32kHz和 16kHz采樣的 CPU 信號編碼得到。 自 適應回聲抵消器的一般算法中，所需運算量最大的是更新參數部分。這樣， 2 路編解碼器的存儲量有 2522+14=114 字 128 字，可以存儲在同一頁上。為了既提高程序效率，又提高編程效率，在編寫整個 TMSVC5409 系統(tǒng)軟件的過程中可以采用三種不同的方法。 26 當軟件調試與硬件調試都通過后還要進行軟件與硬件的總體調試。設置的方法是對 CLKMD 寄存器設置； 。最早的標準化語音編碼系統(tǒng)的速率為64kbit/s 的 PCM 波形編碼器。它要求能夠實時編解碼，要求有較高的抗通信信道誤碼能力，能夠傳輸帶內數據、單頻和多頻等非語音信號。對解碼器而言，則要求算法要盡量簡單，成本要低，并能夠實時解碼。 30 參考文獻 [1]胡 航．語音信號處理 [M]，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，20xx. [2]韓紀慶 張磊 鄭鐵然．語音信號處理 [M]．北京：清華大學出版社， 20xx. [3]易克初 田斌 付強．語音信號處理 [M]．北京：國防工業(yè)出版社， 20xx.， [4]楊行峻 遲惠生．語音信號數字處理 [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：中國科技大學出版社， 1990. [7] ．語音信號數字處理 [M]．朱雪龍等譯，北京，科學出版社， 1993. [8]趙 健 李勇．數字信號處理．北京：清華大學出版社 [M]， 20xx. [9]張雄偉 曹鐵勇． DSP 芯片的原理與開發(fā)應用 [M]．北京，電子工業(yè)出版社， 20xx. [10]劉 艷萍． DSP 技術原理及應用教程 [M]．北京：北京航空航天大學出版社， 20xx. [11]俞卞章．數字信號處理 [M]．西安：西北工業(yè)大學出版社，20xx. [12]蘇濤 ． DSP 實用技術 [M]． 西安：西安電子科技大學出版社，20xx. [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 31 [16]TMS320C54x DSP Functional Instrument[N].20xx， 3360 [17]TMS320C54x DSP Programmer’ Instrument[N]. 20xx， 6679 32 致 謝 經過 近 半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)論文，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。