【碩士論文】ITU G.729A語音編碼算法研究及其DSP實現(xiàn).pdf

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1、浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文ITUG.729A語音編碼算法研究及其DSP實現(xiàn)姓名：林劍廣申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：機械制造及其自動化指導(dǎo)教師：鄔義杰20030101浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要G．729AlulexA(簡稱G．729A)是國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)部門(ITU-T)第十五研究組(SGl5)在1996年6月推出的8kb／s語音編碼標(biāo)準(zhǔn)，采用共軛結(jié)構(gòu)——代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(CS．ACELP)技術(shù)。G．729A是ITU．T的SGl5在1995年11月制定的8kb／s語音編碼標(biāo)準(zhǔn)G．729減少復(fù)雜度的版本，其

2、編解碼算法結(jié)構(gòu)與G．729的編解碼算法結(jié)構(gòu)一樣，其比特流與G．729的比特流可互操作。G．729A具有非常好的性能，其語音質(zhì)量與32kb／s自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)算法相當(dāng)，達到了長途電話質(zhì)量要求，在有隨機比特誤碼、發(fā)生幀丟失和多次轉(zhuǎn)接等情況下有很好的穩(wěn)健性。并且時延較短，計算復(fù)雜度也不大，適合使用DSP芯片來實現(xiàn)。G，729A標(biāo)準(zhǔn)具有廣泛的應(yīng)用前景，典型的應(yīng)用包括DSVD、數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)、可視電話、IP電話及移動通信等。本文深入探索了G．729A算法原理，在TI公司的TMS320VC5

3、402定點DsP芯片上優(yōu)化實現(xiàn)了G．729A標(biāo)準(zhǔn)，同時對該標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)字電話留言系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了研究。第一章介紹了數(shù)字音頻壓縮算法的分類及評價標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)有的數(shù)字音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)字音頻編碼算法發(fā)展的新動向，其中對低碼率語音編碼標(biāo)準(zhǔn)G．729和G．723．1進行了重點介紹。闡述了DSP芯片的現(xiàn)狀以及TI公司的TMS320C54X系列DSP芯片。然后分析了對G．729A語音編碼標(biāo)準(zhǔn)進行研究以及在DSP芯片上優(yōu)化實現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)的意義，并論述了選用TI公司的TM$320VC5402定點DSP芯片作為G．729A標(biāo)

4、準(zhǔn)的實現(xiàn)平臺的理由。最后給出了論文的選題背景和主要研究內(nèi)容。第二章研究了碼激勵線性預(yù)測編碼理論(CELP)。CELP是G．729A標(biāo)準(zhǔn)的理論基礎(chǔ)，它綜合利用了語音信號的數(shù)學(xué)模型、語音信號的線性預(yù)測分析和矢量量化等技術(shù)。第三章對G．729A算法原理進行了深入的研究，系統(tǒng)闡述了G．729A語音編碼標(biāo)準(zhǔn)，其中對該標(biāo)準(zhǔn)在提高語音質(zhì)量、降低運算量及存儲容量等方面所做的特殊改進作了重點說明。第四章介紹了1MS320C54X系列DSP芯片的仿真開發(fā)系統(tǒng)，分析了如何實現(xiàn)DSP芯片的定點運算、如何進行TMS320C

5、54X芯片的C語言和匯編語言混合編程。然后指出了對G．729A標(biāo)準(zhǔn)進行優(yōu)化的必要性，提出了C語言級優(yōu)化和匯編級優(yōu)化這兩種優(yōu)化方法。在TMS320VC5402DSK板上的測試結(jié)果表明，優(yōu)化后的G．729A算法的運算量僅是原始算法的1／13，大大降低了算法的復(fù)雜度，并經(jīng)主觀試聽，其輸出的重建語音仍然具有很高的質(zhì)量。第五章設(shè)計了采用G．729A語音編碼標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電話留言系統(tǒng)。對系統(tǒng)的開發(fā)背景、功能和關(guān)鍵技術(shù)進行了分析，并闡述了系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)和軟件設(shè)計。第六章對全文工作進行總結(jié)和展望。關(guān)鍵詞G．729A標(biāo)

6、準(zhǔn)數(shù)字信號處理器語音編碼碼激勵線性預(yù)測編碼共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼本電話留言浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThe8kb／sspeechcodingalgorithmG．729AnnexAwasstandardizedbyStudyGroup15(SGl51oftheInternationalTelecommunicationUuion-TelecommunicationStandardizationSector(ITU．T)inJune1996，basedonconiugate-structureal

7、gebraiccodeexcitedlinearprediction(cs．ACELP)．G．729Aisthereduced—complexityversionof8kb／sspeechcodingalgorithmG．729standardizedbySGl5ofITU—TinNovember1995．Thealgorithmsn-uctureofG．729AismeSalTleasthatofG，729andthebitstreamofG．729Aisinteroperablewiththa

8、tofG．729．ThespeechqualityproducedbyG．729Aisequivalenttothatof32kb／sADPCMformostoperatingtenditiOIlS，achievingtherequestoflong．distancetelephene．Theseconditionsincludechannelerrors，multipleencodings．Thedelayisshort．也ealgorithmiccomplexityisnoth