文档介绍：淮阴工学院
《DSP技术与应用》课程设计报告
选题名称: 语音压缩与回放
系(院): 计算机工程学院
专业:计算机科学与技术(嵌入式系统软件设计)
班级: 计算机1073
姓名: 学号:
指导教师:
学年学期: 2009 ~ 2010 学年第 2 学期
2010 年 6 月 11 日
摘要:
数字语音压缩技术随着信息技术的高速发展应用愈来愈广泛,国际电联( ITU ) 依据其应用范围制定出很多符合国际和地区性的编码标准,其中较为典型的有 G. 728、G. 723. 1、G. 729和 G. 729A。这些算法理论上性能良好,但是多数计算复杂,数据存储量大,受限于传统电路工艺的落后和开发设备的不完善,在实时实现或实际应用中存在着许多困难。随着超大规模集成电路(VL S I)工艺的进步,高速数字信号处理器(DSP)技术的飞速发展以及先进开发工具的完备,使得复杂的语音编解码算法在以高性能微处理器为核心的硬件系统上实时实现成为可能。本文介绍了一种基于目前性能价格比较高的16位定点 DSP芯片 TMS320VC54X的语音压缩处理系统, 可以直接作为会议电视、PSTN 可视电话、IP 网络多媒体通信、远程医疗系统终端设备中声音信源编码解码器系统。
关键词:TMSC54X;语音压缩;S2集成环境
目录
1课题综述 1
课题来源 1
预期目标 1
面对的问题 1
2 系统设计及分析 2
涉及的基础知识 2
总体方案 5
硬件设计 6
程序流程图 6
3 程序代码 7
头文件定义 8
主函数 9
a律压缩子函数 15
a律解压缩子函数 16
延时子函数 17
17
4 程序运行与调试 19
实验过程 19
实验结果 20
总结 22
参考文献 23
1课题综述
课题来源
在通信应用领域中, 压缩语音信号的传输带宽或降低电话信道的传输码率, 一直是设计人员追求的目标。语音编码在实现这一目标的过程中担当着重要的角色, 语音编码是压缩语音信号的数字表示, 而且是这些信号所需比特数最小的算法。可以说, 语音压缩技术的发展和人类信息技术的发展息息相关。因此, 对语音压缩技术的研究具有重要的现实意义。如何在实际系统中实现语音压缩, 这是一个重要的研究领域。目前, PC上的实时语音压缩技术已经较为成熟,而嵌入式系统领域的语音压缩技术还有待发展和完善。由于大多数高质量、低码率的语音压缩算法有较为复杂的数据运算, 所以传统的单片机已经不能胜任, 必须采用更高性能的处理器, 而专门为数字信号处理设计的数字信号处理器(DSP)为语音压缩的实现提供了一个很好的平台。
预期目标
(1)使用DSP实现语音压缩和解压缩的基本算法,算法类型自定,、。
(2)采用A/D转换器从MIC输入口实时采集语音信号,进行压缩后存储到DSP的片内和片外RAM存储器中,存储时间不小于10秒。
(3)存储器存满之后,使用DSP进行实时解压缩,并从SPEAKER输出口进行回放输出。
(4)使用指示灯对语音存储和回放过程进行指示。
发挥部分:使用多种算法进行语音的压缩、存储和解压缩,比较它们之间的优缺点。
面对的问题
基于TMS320C54X为核心的语音压缩与回放需要掌握和了解如下几个知识:语音编码原理、量化、DPCM&ADPCM、语音采集与输出模块、a律压缩、A/D、D/A及存储芯片的选择、数据存储器的选择等等。
2 系统设计及分析
涉及的基础知识
语音压缩编码
本系统使用DSP实现语音压缩和解压缩的基本算法,在评价一个语音压缩编码方案时,一般从质量、速率、复杂度和延时四个方面考虑。本数字语音压缩系统需要一种低码率、高语音质量、低时延、较低算法复杂度的压缩设计方案。。该编码方案是电话带宽的语音信号编码标准,对输入语音性质的模拟信号采用8 kHz采样。16 bit线性PCM量化。CS-ACELP是基于码本激励线性预测(CELP)的编码模式,每80个样点为一语音帧,分析并提取各种参数(线性预测滤波器系数、自适应码本和固定码本中码本序号、自适应码矢量增益和固定码矢量增益),并发送这些参数编码。在解码端,把接收到的比特流恢复成参数编码。解码后得到各个参数,用自适应码矢序号从自适应码本中得到自适应码矢,用固定码矢序号从固定码本中得到固定码矢,分别乘以它们的增益,按点相加后构成激励序列。用线性预测滤波器系数构成合成滤波器,用自适应码本方