语音压缩编码G.723.1标准的研究

摘要

随着卫星通信、数字移动通信和个人通信网的迅猛发展，日益增加的客户需求量与现有通信信道容量之间的矛盾日益突出。如何在现有的信道资源条件下，通过压缩信源以提高传输效率己成为当前急待解决的问题之一。相继出现的语音信号压缩标准为语音信号的高效传输提供了一种有效方法，其实质就是在相当的语音质量指标下，降低数字化语音的数码率。 G.723算法是ITU-T建议的应用于低速率多媒体服务中语音或其它音频信号的压缩算法，例如：H.323，H.324系统。这种声码器具备两种比特率：5.3kbps，6.3kbps。在帧边界处可以在两种速率之间进行切换。本算法提供对无声语音帧的检测以及在无声时进行舒适噪声填充的功能。如果优化系统，有限地提高其复杂度，将会得到更高的语音质量。G.723.1算法同样适用于音乐或其它声音信号，但是处理效果不如语音。 G.723.1是一种参数编码，是目前制定的一系列采用混合编码技术的语音编码标准中编码效率最高的，它以其卓越的性能被广泛应用到各种领域，与G.711等波形编码标准相比，其复杂度提升了很多，相应地大大增加了实现的难度。G.723.1的高质量和低码率是以其高复杂度的编码算法、较高的延迟以及较大的存储空间换得的，这也大大增加了它的实时实现难度。将算法转化为应用的第一步是准确的理解算法，并编写成代码，转化为可运行的程序，这是先决条件。但是，算法的正确实现并不保证它的性能能满足用户的要求，这就要求根据实际的需求对算法进行改进。同时，在实现过程中，程序的编写还要受到硬件资源的限制，例如内存的大小，CPU的速度等。 本论文首先对语音编码的基础技术进行了详细的描述，同时在深入研究G.723.1语音编码标准的基础上，给出了C语言的实现，并从码本搜索的角度，对ITU-T制定的标准提出了优化策略；同时，在介绍TMS320C541DSP硬件环境的基础上，给出G.723.1实时实现的系统设计、硬件设计及软件设计的流程。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

2语音编码的基础技术

2.1语音信号的线性预测分析

2.1.1 LPC技术基本原理

2.1.2 LPC参数的求解方法

2.1.3 LPC谱分析与线谱对分析(LSP-Linear Spectral Pair)

2.2矢量量化技术

2.2.1矢量量化技术原理

2.2.2特征矢量和畸变准则的选择

2.2.3码本的建立与搜索

2.3感知加权技术与后滤波技术

2.3.1感知加权技术

2.3.2后滤波技术

2.4合成分析技术(Analysis by Synthesis)

2.5码激励线性预测声码器

2.5.1 CELP编码算法的说明

2.5.2 CELP码本搜索算法

2.6多脉冲激励线性预测声码器

2.6.1脉冲激励线性预测编、解码器

2.6.2最佳激励参数的估值算法

2.6.3准最佳顺序优化激励参数的估值

3 G.723.1算法的研究及C语言实现

3.1 G.723.1算法概述

3.2编码器

3.2.1编码器概述

3.2.2编码器算法及实现

3.3解码器原理

3.3.1解码器概述

3.3.2解码器算法及实现

4 G.723.1算法的实现

4.1 G.723.1的C语言实现

4.1.1程序设计

4.1.2对编码器的优化

4.1.3结果

4.2 G.723.1的实时实现

4.2.1 TMS320C54x概述

4.2.2系统设计

4.2.3硬件设计

4.2.4软件设计

4.2.5一点说明

5总结及下一步工作

致 谢

参考文献