基于matlab的語音信號pcm編譯碼實現(xiàn)本科生畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-10-02 15:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ： y = {Ax1+ ?????? , 0 x ≤ 1??1+????????1 +?????? ,1?? ≤ x ≤ 1 式中： x為壓縮器歸一化輸入電壓， y為壓縮器歸一化輸出電壓， A為常數(shù)， 它 決定壓縮程度。 一般 A取 。 下面表格是 A率 (其中 A=)與 13 折線法的比較： 表 1： A壓縮率 (A=)與 13折線法的比較 I 8 7 6 5 4 3 2 1 0 A率的 x值 0 1/128 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1 13折線法的x = 1 2??? 0 1/128 1/64 1/32 1/16 1/8 1/4 1/2 1 由上表可知， 13 折線法與 A= 時的 A 率十分接近。 編碼 (Coding) 經(jīng)過量化后 信號變成了離散的數(shù)字信號， 接下 來就是對該信號進行編碼。最常用的編碼是將其轉化為二進制信號，也就是所謂的脈沖編碼調(diào)制（ Pulse Code Modulation， PCM） 。 對于 PCM 編碼 來說， 有兩種 編碼方法： 自然 二進制碼和折疊二進制碼。后者可用于雙極性電壓編碼， 而且 較前者在小電壓處誤碼影響更小。 而 在語音傳輸 中， 語音信號 出現(xiàn)小電壓的概率大， 故 使用折疊二進制碼進行編碼 。 在這里， 將 采用 十三折線法、折疊二進制碼。 首 先將電平范圍按十三折線法分成 13段。然后每段都均勻量化，且每段 16 個 量化間隔 。 在十三折線法中的折疊碼 共 有 8位。第一位 c1表示量化值 的 極性正負 （即符號位） ，第二位至第四位即 c2??3??4用于表示所在段 4 落號（ 即 段落碼）， 后面 四位 c5??6??7??8表示 所 在段落的 16 個 量化電平（ 即 段內(nèi)碼） ： 表 2：段落碼、段內(nèi)碼的確定 段落碼 段內(nèi)碼 段落序號 段落碼 c2??3??4 段落范圍 量化間隔 段內(nèi)碼 c5??6??7??8 量化間隔 段內(nèi)碼 c5??6??7??8 8 111 [1024,2048) 15 1111 7 0111 7 110 [512,1024) 14 1110 6 0110 6 101 [256,512) 13 1101 5 0101 5 100 [128,256) 12 1100 4 0100 4 011 [64,128) 11 1011 3 0011 3 010 [32,64) 10 1010 2 0010 2 001 [16,32) 9 1001 1 0001 1 000 [0,16) 8 1000 0 0000 譯碼 (Decoding) 經(jīng)過 以上 步驟， 原模擬 信號 已經(jīng) 處理成二進制信號，每個量化電壓都轉換為 8位二進制碼。譯碼就是將這些 8為二進制碼還原成十進制的量化電壓。其步驟正好與編碼相反。 5 第 3 章 MATLAB 程序設計 流程圖設計 系統(tǒng)主程序流程設計 PCM 編碼程序流程設計 PCM 譯碼程序流程設計 開始 信號源 抽樣 量化 PCM 編碼 PCM 譯碼 結束 輸入 判斷正負， 確定 符號位 c1 確定段落號、 段落碼 確定段內(nèi)號、 段 內(nèi) 碼 輸出 輸入 判斷符號位 c1， 確定 電平正負 根據(jù)段落碼，確定所在段落 及其 初始電平值 根據(jù)段內(nèi)碼，確定該電平與該段初始電平的差值 輸出 根據(jù)上面得到的數(shù)據(jù)確定電平值 6 Simulink 仿真設計 系統(tǒng)主程序設計 圖 1：系統(tǒng)結構圖 對于這個系統(tǒng)， 主要 包含三大模塊： 信號 源、 信號 處理模塊、 顯示 模塊。其中信號處理模塊分為四個小模塊： 抽樣 、 量化 、 編碼 、 譯碼 。 信號源： 圖 2：信號源 抽樣模塊 ： 圖 3：抽樣模塊 7 量化模塊 及 編碼模塊： 圖 4：量化及編碼模塊 譯碼模塊： 圖 5：譯碼模塊 顯示模塊 由兩部分組成。 第 一 部分 是輸出圖， 包含 原始信號、 濾波器輸出信號 。 第二 部分是抽樣過程圖，包含原始信號、 抽樣 信號 ， 及 抽樣圖。 圖 6：顯示模塊 8 PCM 編碼模塊 設計 此模塊是由 自定義的 函數(shù)構成。本著簡化代碼的原則，減少了比較的次數(shù)。 下面介紹具體方法。 根據(jù)電平 的 正負 確定符號位 signCode： beginValue = {1, u 00, u ≥ 0(u 為量化電平 ) 表 3： PCM碼的確定 區(qū)間 [0,16) [16,32) [32,64) [64,128) [128,256) [256,512) [512,1024) [0124,2048) ??????2(????????????????????) 4 5 6 7 8 9 10 paragraphIndex 1 2 3 4 5 6 7 8 paraCode 000 001 010 011 100 101 110 111 interval 1 1 2 4 8 16 32 64 log2(????????????????) 0 0 1 2 3 4 5 6 inParagraphIndex 0 1 2 3 4 5 6 7 ???????????????????? 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 inParagraphIndex 8 9 10 11 12 13 14 15 inParaCode 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 (??????????????
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