【文章內(nèi)容簡介】 持原語音信號的波形形狀。波形編碼的基本原理是在時間軸上對模擬語音按一定的速率抽樣，然后將幅度樣本分層量化，并用代碼表示。譯碼是其反過程，將收到的數(shù)字序列經(jīng)過譯碼和濾波恢復成模擬信號。 如：脈沖編碼調(diào)制(pulse code modulation，PCM)、差值脈沖編碼調(diào)制（DPCM）、增量調(diào)制(DM)以及它們的各種改進型自適應差分編碼（ADPCM）、自適應增量調(diào)制（ADM）、自適應差值脈沖編碼調(diào)制(ADPCM) 、自適應傳輸編碼（Adaptive Transfer Coding，ATC）和子帶編碼（SBC）等都屬于波形編碼技術(shù)。 波形編碼特點：高話音質(zhì)量、高碼率，適于高保真音樂及語音。 2) 參數(shù)編碼：參數(shù)編碼又稱為聲源編碼，是將信源信號在頻率域或其它正交變換域提取特征參數(shù)，并將其變換成數(shù)字代碼進行傳輸。譯碼為其反過程，將收到的數(shù)字序列經(jīng)變換恢復特征參量，再根據(jù)特征參量重建語音信號。具體說，參數(shù)編碼是通過對語音信號特征參數(shù)的提取和編碼，力圖使重建語音信號具有盡可能高的準確性，但重建信號的波形同原語音信號的波形可能會有相當大的差別 。參數(shù)編碼特點：壓縮比大，計算量大，音質(zhì)不高，廉價！ 3) 混合編碼：混合編碼使用參數(shù)編碼技術(shù)和波形編碼技術(shù)，計算機的發(fā)展為語音編碼技術(shù)的研究提供了強有力的工具，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，則為語音編碼的實現(xiàn)提供了基礎。80年代以來，語音編碼技術(shù)有了實質(zhì)性的進展，產(chǎn)生了新一代的編碼算法，這就是混合編碼。它將波形編碼和參數(shù)編碼組合起來，克服了原有波形編碼和參數(shù)編碼的弱點，結(jié)合各自的長處，力圖保持波形編碼的高質(zhì)量和參數(shù)編碼的低速率。 如：多脈沖激勵線性預測編碼（MPLPC），規(guī)劃脈沖激勵線性預測編碼（KPELPC），碼本激勵線性預測編碼（CELP）等都是屬于混合編碼技術(shù)。其數(shù)據(jù)率和音質(zhì)介于參數(shù)和波形編碼之間。 總之，音頻壓縮技術(shù)之趨勢有兩個： 1)降低資料率，提高壓縮比，用于廉價、低保真場合（如：電話）。 2)追求高保真度，復雜的壓縮技術(shù)（如：CD）。 凌陽音頻編碼算法 表41音頻質(zhì)量等級的編碼技術(shù)標準（頻響）： 表41頻率范圍（Hz）采樣率（kHz）量化精度（位） 電話話音200~3400 8 8 寬帶音頻（AM質(zhì)量） 50~7000 16 16 調(diào)頻廣播（FM質(zhì)量） 20~15k 16 高質(zhì)量音頻（CD質(zhì)量） 20~20k 16 凌陽音頻壓縮算法處理的語音信號的范圍是200HZ－。4． 壓縮分類 壓縮分無損壓縮和有損壓縮,無損壓縮一般指：磁盤文件，壓縮比低：2:1～4:1。 而有損壓縮則是指：音／視頻文件，壓縮比可高達：100:1。 凌陽音頻壓縮算法根據(jù)不同的壓縮比分為以下幾種(具體可參見語音壓縮工具一節(jié)內(nèi)容)： SACMA2000：壓縮比為8:１，8:，8: SACMS480： 壓縮比為80:3，80: SACMS240： 壓縮比為80: 4．2．2 凌陽常用的音頻形式和壓縮算法 1) 波形編碼：subband即SACMA2000 特點：高質(zhì)量、高碼率，適于高保真語音／音樂。 2) 參數(shù)編碼：聲碼器（vocoder）模型表達，抽取參數(shù)與激勵信號進行編碼。如：SACMS240 特點：壓縮比大，計算量大，音質(zhì)不高，廉價！ 3) 混合編碼：CELP即SACMS480 特點：綜合參數(shù)和波形編碼之優(yōu)點。 除此之外,還具有FM音樂合成方式即SACMMS01。 4．2．3凌陽語音的播放、錄制、合成和辨識 凌陽的SPCE061A是16位單片機，具有DSP功能，有很強的信息處理能力，最高時鐘可達到49M，具備運算速度高的優(yōu)勢等等，這些都無疑為語音的播放、錄放、合成及辨識提供了條件。 凌陽壓縮算法中SACM_A2000、SACM_S480、SACM_S240主要是用來放音，可用于語音提示，而DVR則用來錄放音。對于音樂合成MS01，該算法較繁瑣，而且需要具備音樂理論、配器法及和聲學知識，所以對于特別愛好者可以到我們的網(wǎng)站去了解相關(guān)內(nèi)容，這里只給出它的API函數(shù)介紹及程序代碼的范例，僅供參考。 對于語音辨識主要有以下兩種： 1) 特定發(fā)音人識別SD（Speaker Dependent）：是指語音樣板由單個人訓練，也只能識別訓練人的語音命令，而他人的命令識別率較低或幾乎不能識別。 2) 非特定發(fā)音人識別SI（Speaker Independent）：是指語音樣板由不同年齡、不同性別、不同口音的人進行訓練，可以識別一群人的命令。語音識別電路基本結(jié)構(gòu)如圖41所示: 濾除噪音預加重濾波器組PARCOR系數(shù)線性預測系數(shù)過零次數(shù)能量相關(guān)函數(shù)等模式匹配詞典語音分析語音識別結(jié)果輸出 圖41識別電路結(jié)構(gòu) 語音錄入使用介紹 SACMDVR具有錄音和放音功能，并采用SACM_A2000的算法，錄音時采用16K資料率及8K采樣率獲取語音資源，經(jīng)過SACM_A2000壓縮后存儲在擴展的SRAM 628128A里，錄滿音后自動開始放音。 其相關(guān)API函數(shù)如下所示： int SACM_DVR_Initial(int Init_Index) //初始化 void SACM_DVR_ServiceLoop(void) //獲取資料，填入譯碼隊列 void SACM_DVR_Encode(void) //錄音 SACM_DVR_StopEncoder()。 //停止編碼 SACM_DVR_InitEncoder(RceMonitorOn) //初始化解碼器 void SACM_DVR_Stop(void) //停止錄音 void SACM_DVR_Play(void) //開始播放 unsigned int SACM_DVR _Status(void) //獲取SACM_DVR模塊的狀態(tài) void SACM_DVR _InitDecode(void) //開始譯碼 void SACM_DVR _Decode(void) //獲取語音資料并譯碼，中斷播放 SACM_DVR_StopDecoder()。 //停止解碼 unsigned int SACM_DVR _ TestQueue(void) //獲取語音隊列狀態(tài) int SACM_DVR _Fetchqueue(void) //獲取錄音編碼數(shù)據(jù) void SACM_DVR_FillQueue(unsigned int encodeddata) //填充資料到語音隊列，等待播放 int GetResource(long Address) ——(Manual) // 從資源文件里獲取一個字型語音資料 中斷服務函數(shù)： Call F_FIQ_Service_ SACM_DVR //playing Call F_IRQ1_Service_ SACM_DVR //recode 具體函數(shù)如下： 1) 【API格式】C：void SACM_ DVR _Initial(int Init_Index) ASM：R1=[ Init_Index] Call F_ SACM_ DVR _Initial 【功能說明】SACM_ DVR語音播放之前的初始化：設置中斷源、定時器以及播放方式（自動、手動） 【參數(shù)】Init_Index=0 表示手動方式；Init_Index=1 則表示自動方式。 【返回值】無 【備注】 ① 對于SACM_DVR模塊，需要一些I/O口來連接外部的SRAM，用以存放錄音資料。 ② 錄放音的格式采用SACM_A2000。 2) 【API格式】C：void SACM_DVR_ServiceLoop(void) ASM：Call F_ SACM_DVR _ServiceLoop 【功能說明】在錄音期間從ADC通道獲取錄音資料，且將其以SACM_A2000格式進行編碼后存入外接SRAM中；而在播放期間從SRAM中獲取語音資料，對其進行解碼，然后等候中斷服務子程序?qū)⑵渌统鯠AC通道。 【參數(shù)】無。 【返回值】無。 3）【API格式】C：void SACM_DVR_Encode(void)； ASM：Call F_ SACM_DVR_ Encode 【功能說明】開始以自動方式錄制聲音資料到外接SRAM中。 【參數(shù)】無。 【返回值】無。 【備注】該函數(shù)僅適用于SACM_DVR模塊，且只有自動方式。 4）【API格式】C：void SACM_DVR _Stop(void)； ASM：Call F_ SACM_DVR _Stop 【功能說明】以自動方式停止錄音。 【參數(shù)】無。 【返回值】無。 5）【API格式】 C：int SACM_DVR _Play(int Speech_Index, int Channel, int Ramp_Set)； ASM：Call SACM_DVR _Play 【功能說明】以自動方式播放外接SRAM中的錄音資料。 【參數(shù)】無 【返回值】無。 【備注】該函數(shù)僅使用于自動方式下。 6）【API格式】C：unsigned int SACM_DVR _Status(void)； ASM：Call F_ SACM_DVR _ Status [返回值]=R1 【功能說明】獲取SACM_DVR模塊的狀態(tài)。 【參數(shù)】無。 【返回值】當R1中bit0=0，表示語音播放結(jié)束；bit0=1，表示語音在播放中。 SACM_DVR模塊的狀態(tài)返回值。 SACM_DVR狀態(tài)返回值 【備注】該函數(shù)僅使用于DVR的手動方式下。 7）【API格式】C：void SACM_DVR_InitDecode(int Channel)； ASM：Call F_SACM_DVR_Decode 【功能說明】開始對SACM_DVR語音資料以非自動方式（編程控制）進行譯碼。 【參數(shù)】Channel=1，2，3；分別表示使用DACDAC2信道以及DAC1和DAC2雙通道。 【返回值】無。 【備注】用戶只能通過非自動方式對語音資料解壓縮。 8）【API格式】C：void SACM_DVR_Decode(void)； ASM：Call F_ SACM_DVR_Decode 【功能說明】從語音隊列里獲取的SACM_DVR語音資料，并進行譯碼，然后通過中斷服務子程序?qū)⑵渌腿隓AC通道播放。 【參數(shù)】無。 【返回值】無。 【備注】用戶僅能通過非自動方式對語音資料進行譯碼。 9) 【API格式】C：unsigned int SACM_DVR_TestQueue(void)； ASM：Call F_SACM_DVR_TestQueue [返回值]=R1 【功能說明】獲取語音隊列的狀態(tài)。 【參數(shù)】無。 【返回值】R1=0，語音隊列不空不滿 =1，語音隊列滿 =2；語音隊列空。 【備注】用戶僅能通過非自動方式測試語音隊列狀態(tài)。10) 【API格式】C：int SACM_DVR _FetchQueue(void)； ASM：Call F_SACM_DVR _FetchQueue [Return_Value]=R1 【功能說明】獲取錄音編碼（SACM_A2000）數(shù)據(jù)。 【參數(shù)】無。 【返回值】16位錄音資料。 【備注】 ① 采用SACM_A2000編碼格式編碼 ② 僅用于非自動方式下 程序11 外擴SRAM需要SRAM寫初始化（InitWriteSRAM）,及寫（WriteSRAM） 子函數(shù)。 SACM_DVR_Initial(Manual)。 Addr=0。 InitWriteSRAM()。 //用戶需外接SRAM SACM_DVR_InitEncoder()。 while(AddrSRAM_Size) { SACM_DVR_Encode()。 //獲取數(shù)據(jù)并譯碼 If(SACM_DVR_TestQueue()!=Empty) //若隊列不空,則存儲資料 { ret=SACM_DVR_FetchQueue()。 //從隊列中得到資料 writeSRAM(Addr,ret)。 //存入用戶存儲區(qū) Addr+=2。 //兩個8位SRAM存儲一個16位資料 } } 11）【API格式】C：void SACM_DVR _FillQueue(unsigned int encodeddata)； ASM：R1=[語音編碼資料] Call F_ SACM_DVR _FillQueue\ 功能說明】填充SACM_A2000語音資料到DVR譯碼器等待播放 【參數(shù)】encodeddata為語音編碼資料。 【返回值】無。 【備注】 ① 語音資料格式為SACM_A2000編碼格式。 ② 從語音隊列里至少每48ms獲取48個字資料（16K資料采樣率）。 ③ 僅用于非自動方式下。 12）【API格式】C：int GetResource(long Address)； 【功能說明】從資源文件里獲取一個字型語音資料。 【參數(shù)】無。 【返回值】一個字型語音資料。 13）【API格式】ASM：Call F_FIQ_Service_ SACM_DVR ASM：Call F_IRQ1_Service_SACM_DVR 【功能說明】用作SACM_DVR語音背景程序的中斷服務子程序。通過前臺子程序（自動方式的SACM_DVR _ServiceLoop 及手動方式的SACM_DVR _Decode）對語音資料進行譯碼，然后將其送入DAC通道播放。即FIQ中斷服務子程序用于聲音播放的背景程序；而IRQ1中斷服務子程序則用于聲音錄制的背景程序。 【參數(shù)】無。 【返回值】無。 【備注】SACM_DVR語音背景子程序只有匯編指令形式，且應將此子程序安置在TMA_FIQ中斷源上。額外的中斷服務子程序安置在IRQ1_TMA中斷源上。 W29C040與SPCE061A的系統(tǒng)軟件設計