基于DSP的語音編碼實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)

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1、基于DSP的語音編碼實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)一、刖呂：DSP(digitalsignalprocessor)是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界屮日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色。DSP產(chǎn)業(yè)在約40年的歷程屮經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，DSP意味著數(shù)字信號處理，

2、并作為一個(gè)新的理論體系廣為流行；隨著這個(gè)時(shí)代的成熟，DSP進(jìn)入了發(fā)展的第二階段，在這個(gè)階段，DSP代表數(shù)字信號處理器，這些DSP器件使我們生活的許多方而都發(fā)生了巨大的變化；接下來又催生了第三階段，這是一個(gè)賦能(enablement)時(shí)期，我們將看到DSP理論和DSP架構(gòu)都被嵌入到SoC類產(chǎn)品中。"第一-階段，DSP意味著數(shù)字信號處理。80年代開始了第二個(gè)階段,DSP從概念走向了產(chǎn)品，TMS32010所實(shí)現(xiàn)的出色性能和特性備受業(yè)界關(guān)注。方進(jìn)先生在一篇文章中提到，新興的DSP業(yè)務(wù)同時(shí)也承擔(dān)著巨大的風(fēng)險(xiǎn)，究競向哪里拓展是生死攸關(guān)的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)師努力使DSP處

3、理器每MIPS成本降到了適合于商用的低于10美元范圍時(shí)，DSP在軍事、工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中不斷獲得成功。到1991年，TI推出價(jià)格可與16位微處理器不相上下的DSP芯片，首次實(shí)現(xiàn)批量單價(jià)低于5美元，但所能提供的性能卻是其5至10倍。到90年代，多家公司躋身DSP領(lǐng)域與TI進(jìn)行市場競爭。TI首家提供可定制DSP——DSP,cDSP基于內(nèi)核DSP的設(shè)計(jì)可使DSP具冇更高的系統(tǒng)集成度，大加速了產(chǎn)品的上市時(shí)間。同時(shí),TI瞄準(zhǔn)DSP電子山場上成長速度最快的領(lǐng)域。到90年代中期,這種可編程的DSP器件已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信、海量存儲、語咅處理、汽車電子、消費(fèi)類音頻和視頻

4、產(chǎn)品等等，其中最為輝煌的成就是在數(shù)字蜂窩電話中的成功。這時(shí)，DSP業(yè)務(wù)也一躍成為TI最大的業(yè)務(wù)，這個(gè)階段DSP每MIPS的價(jià)格已降到10美分到1美元的范圍。21世紀(jì)DSP發(fā)展進(jìn)入第三個(gè)階段，市場競爭更加激烈，TI及時(shí)調(diào)整DSP發(fā)展戰(zhàn)略全局規(guī)劃，并以全面的產(chǎn)品規(guī)劃和完善的解決方案，加之全新的開發(fā)理念，深化產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。成就這一進(jìn)展的前提就是DSP每MIPS價(jià)格目標(biāo)已設(shè)定為幾個(gè)美分或更低。DSP未來發(fā)展：O數(shù)字信號處理器的內(nèi)核結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，多通道結(jié)構(gòu)和單指令多重?cái)?shù)據(jù)(SIMD)、特大指令字組(VLIM)將在新的高性能處理器中將占主導(dǎo)地位。ODSP和微處理器

5、的融合：ODSP和高檔CPU的融合：ODSP和SOC的融合：ODSP和FPGA的融合。二、語音編碼G.723.1介紹:ITUT-TG.723.1是一種用于多媒體通信的雙碼率語音編碼標(biāo)準(zhǔn)。本例基于TMS320C6713DSK的硬件平臺，實(shí)現(xiàn)了ITUG.723.1建議的雙速低碼率語音編碼的解碼算法，對用于DAMB的中波傳輸具冇實(shí)際意義。G.723.1是一種編碼速率為5.3Kbps和6.3kbps的雙速語咅編碼方案，主要用于多媒體通信。踏實(shí)國際電信聯(lián)盟指定的多媒體通信標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)組成部分，在低比特率條件下對多媒體服務(wù)中的語音或其他音頻信號進(jìn)行壓縮，有很好的音

6、質(zhì)保證。在數(shù)字調(diào)幅廣播(DAMB)屮，若直接使用現(xiàn)有的雙邊帶發(fā)射機(jī)來發(fā)射DAMB信號，就要求基帶帶寬選用4.5kHz或者5kHz,而適用于這種低凈化比特率的語咅編碼則首選ITU的G.723.1標(biāo)準(zhǔn)。三、硬件設(shè)計(jì)：(1)、G.723.1標(biāo)準(zhǔn)和TMS320C6713DSK簡介G.723.1語咅編碼解碼器是基于線性預(yù)測理論的，采用合成分析、矢量量化等方法，以經(jīng)過感覺加權(quán)后的殘差信號能量最小為準(zhǔn)則進(jìn)行編碼的。G.723.1是一種雙比特率的語音編碼方案，對語音或者音頻信號進(jìn)行8kHz采樣，16bit量化，可以提供5.3kbps或者6.3kbps壓縮數(shù)據(jù)輸出。G.

7、723.1編碼支持高比特率編碼輸出、低比特率編碼輸出兩種比特率。其中,高比特率編碼輸出能提供好的語咅質(zhì)量，低比特率編碼輸出在提供較好的語咅質(zhì)量的同時(shí)，可以為其他數(shù)據(jù)服務(wù)捉供較好的機(jī)動性和可行性。G.723.1以30ms的語音信號作為一個(gè)處理幀，其高、低編碼比特率可以在每個(gè)處理幀的基礎(chǔ)上進(jìn)行切換。G.723.1的編碼過程如下圖所示：圖一G.723.1編碼框圖①進(jìn)行高通濾波，去掉直流分量：②把1幀信號分成4個(gè)長度為60樣點(diǎn)的子幀，分別進(jìn)行10階LPC分析，得到各子幀的LPC參數(shù)，并把最后一個(gè)子幀的LPC參數(shù)轉(zhuǎn)化成線譜對(LSP)參數(shù)，進(jìn)行矢量量化編碼，然后

8、將英送到解碼器。利用未量化的LPC參數(shù)構(gòu)造短時(shí)感覺加權(quán)濾波器，對信號濾波后得到一個(gè)子幀構(gòu)造一個(gè)