cdma通信系統(tǒng)語(yǔ)音轉(zhuǎn)換及壓縮編碼課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-12 02:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 語(yǔ)音質(zhì)量比前者差，尤其時(shí)自然度較差，較難從聲音辨認(rèn)出講話人聲音的特點(diǎn)；同時(shí)，它和語(yǔ)音特征有較大關(guān)系，不同人講話，其質(zhì)量不同。研究表明：語(yǔ)音編碼的極限壓縮率為80－100b/s。這是只能傳送句子內(nèi)容，講話人的音質(zhì)，情緒等信息就喪失了。廣泛應(yīng)用的早期聲碼器形式是通道聲碼器。發(fā)端對(duì)輸入語(yǔ)音進(jìn)行粗略的頻譜分析，而收端產(chǎn)生一信號(hào)，其頻譜與發(fā)端規(guī)定的頻譜相匹配。目前較常采用的是線性預(yù)測(cè)聲碼器，它們不僅語(yǔ)音質(zhì)量大為提高，同時(shí)數(shù)碼率也得到充分降低。發(fā)端包括兩個(gè)子系統(tǒng)：一個(gè)是線性預(yù)測(cè)編碼濾波器；另一個(gè)是提取基音和判決清濁音系統(tǒng)。由發(fā)端傳輸清濁音參數(shù)，在收端利用這些參數(shù)控制激勵(lì)源。和通道聲碼器一樣，收端激勵(lì)源或者產(chǎn)生隨機(jī)噪聲，或者產(chǎn)生基音周期脈沖序列，激勵(lì)幅度取決于輸入增益。然后通過合成恢復(fù)語(yǔ)音信號(hào)。也可以用語(yǔ)音激勵(lì)來取代基音提取和清濁音判決，構(gòu)成聲激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(VELP)聲碼器。多脈沖激勵(lì)聲碼器模型是用一串脈沖來代替LPC聲碼器中的周期脈沖和白噪聲序列。用于中速(－16kb/s)語(yǔ)音編碼得到了質(zhì)量很好的合成語(yǔ)音，其優(yōu)點(diǎn)之一是不必象LPC聲碼器那樣需要精確提取基音信息和清濁音判決信息。多脈沖激勵(lì)編碼要傳送脈沖位置和幅度信息，故編碼速率不能壓得太低。通常用于中速編碼，進(jìn)一步壓低比特率，一般要采用矢量量化(VQ)技術(shù)。4 芯片功能介紹 圖2 結(jié)構(gòu)框圖 AD73311芯片介紹在語(yǔ)音變換實(shí)驗(yàn)中，我們采用了Analog Device公司的芯片—AD73311。AD73311具有線性A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能，采樣頻率為8kHZ～64kHZ，可以編程控制，采樣字長(zhǎng)為16位。具有大信噪比、輸入輸出增益可編程控制、低工作電壓(～)，并且一片兩用的特點(diǎn)，是一種很受歡迎的芯片。AD公司的AD73311用起來非常靈活，內(nèi)部有五個(gè)控制寄存器(CRA,CRB,CRC, CRD,CRE)，工作時(shí)先對(duì)其進(jìn)行一些必要的參數(shù)設(shè)置。前兩個(gè)控制寄存器（CRA和CRB）是用來進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的，例如設(shè)置內(nèi)部計(jì)數(shù)器、序列時(shí)鐘分頻率和主時(shí)鐘分頻率。其他三個(gè)寄存器用來設(shè)置模數(shù)、數(shù)?？刂埔约霸O(shè)備的電源控制等。這些寄存器的配置是由和AD73311直接相連的語(yǔ)音壓縮芯片AMBE2000來自動(dòng)完成的。，采樣頻率是經(jīng)過主時(shí)鐘分頻得到的，是AD73311的輸出信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換電路如圖3所示。圖3 AD73311電路外圍電路設(shè)計(jì)模擬語(yǔ)音信號(hào)通過麥克分到達(dá)AD73311的模擬輸入端口VIN，經(jīng)過內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換，完成采樣量化和編碼，通過SDO端口串行數(shù)字輸出，每個(gè)采樣點(diǎn)16比特，同時(shí)芯片的SDI端口可以接收數(shù)字化后的語(yǔ)音信號(hào)，進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，通過VOUT端口，到達(dá)喇叭?？梢月牭较鄳?yīng)的聲音。其中SDOFS和SDIFS分別為發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的幀同步信號(hào) AMBE2000聲碼器芯片的性能介紹（1）AMBE2000簡(jiǎn)介本實(shí)驗(yàn)采用的語(yǔ)音壓縮編碼芯片為Digital Voice Systems, Inc公司的AMBE2000語(yǔ)音編碼芯片。該芯片是一種靈活性好，高性能，低功耗的單片實(shí)時(shí)全雙工語(yǔ)音壓縮解壓芯片。它能在低速率下提供良好的語(yǔ)音質(zhì)量，并且提供實(shí)時(shí)，全雙向的標(biāo)準(zhǔn)AMBE語(yǔ)音壓縮算法。經(jīng)過證明該語(yǔ)音壓縮技術(shù)在性能上已經(jīng)超過了CELP，RELP，VSELP，MELP，ECELP，MPMLQ，LPC10和其它的一些壓縮技術(shù)。AMBE2000語(yǔ)音壓縮解壓芯片具有以下特點(diǎn)： 語(yǔ)音品質(zhì)優(yōu)良 低開銷 不需要外部存儲(chǔ)器 有效抑止比特誤碼和背景噪聲 － 低功耗AMBE2000語(yǔ)音編碼芯片在語(yǔ)音速率和前向糾錯(cuò)數(shù)據(jù)率的選擇上具有很高的靈活性。且具有FEC（前向糾錯(cuò)）、VAD（語(yǔ)音激活檢測(cè)）和DTMF（雙音多頻信號(hào)檢測(cè)）等功能。AMBE算法的低復(fù)雜度使得該算法可以集成到低功耗，低價(jià)格的集成電路中（2）AMBE2000與主機(jī)的接口AMBE2000與主機(jī)的接口有兩種模式：主動(dòng)模式和被動(dòng)模式。在主動(dòng)模式下，數(shù)據(jù)選通信號(hào)由AMBE2000聲碼器芯片內(nèi)部產(chǎn)生；而在被動(dòng)模式下，數(shù)據(jù)選通信號(hào)由外部提供。AMBE2000聲碼器與主機(jī)接口的數(shù)據(jù)格式分為兩種：一種是有格式，另一種是無(wú)格式。有格式形式在每20ms輸出一幀數(shù)據(jù)，每幀由24個(gè)16bit的字組成，總共為48字節(jié)或384位。同時(shí)解碼器接收到24個(gè)字。其中前12個(gè)16bit字組成頭，包括ID狀態(tài)和控制信息。格式字0固定為0x13EC；格式字1用于芯片功率控制；格式字2～6用于指定和表示芯片的壓縮數(shù)據(jù)率；格式字12～23為壓縮數(shù)據(jù)信息。根據(jù)數(shù)據(jù)率的不同，其數(shù)據(jù)位數(shù)也不相同。在信道上只傳輸格式字12
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