基于TMS320C64X的G.728语音编码器的实现

摘要

随着数字移动通信和多媒体通信技术的飞速发展,需要有低码率的语音编码器来解决宽带资源的限制.研究者们相继推出了多种基于参数编码和混合编码的中低码率的语音编码器,国际电信联盟根据当时的研究成果和需求不断推出新的语音编码标准,为语音编码的研究成果的广泛应用做出了巨大的推动作用.G.728标准是国际电信联盟于1992年推出的CELP类型语音编解码器.G.728建议采用低时延码激励线性预测(LD-CELP)技术可以将64kb/s的脉冲编码调制(PCM)语音压缩成16kb/s的码流进行传输,该算法以块为单位对语音信号进行处理,其块长仅5个样点,8K采样时,编码器算法时延只有0.625ms,一路编解码时延少于2md.但是它的算法复杂,运算量庞大,因此LD-CELP算法的实时实现需借助于高性能的数字信号处理芯片.LD-CELP具有语音质量高、时延低、异步转接性能好等特点,在长途通信,移动通信等对时延要求比较高的场合有广泛的应用.近年来,超大规模集成电路制造工艺的进步,极大的推动了数字信号处理技术的发展.本文选用TMS320C64X DSP作为硬件平台,实现了G.728建议的语音编码器.本文主要内容安排如下:首先简单介绍了语音编码技术和DSP技术的发展和选题的理由;接着介绍了语音分析和编码的基本技术,在这个基础上详细分析了LD-CELP的原理和其中的技术优势;然后对课题所用硬件平台做了简单介绍,根据本人实践工作,讲述了用C语言实现LD-CELP定点算法的经验和技巧,针对TMS320C64X DSP将C代码进行了充分优化,提高了代码的执行效率,满足实时性要求,最后在PC机上进行软件仿真和EVM板测评,并给出了测试结果.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明

致谢

1绪论

1.1前言

1.2语音编码器简述

1.2.1语音编码的发展

1.2.2语音编码器的分类

1.2.3衡量语音编码性能的主要因素

1.2.4语音算法的评价

1.3论文研究的内容

2 G.728语音编码标准

2.1 G.728标准介绍

2.2 LD-CELP算法概述

2.2.1 LP-CELP编码器

2.2.2 LD-CELP解码器

2.3 LD-CELP原理分析

2.3.1使用混合窗进行LPC分析

2.3.2听觉加权滤波器

2.3.3合成滤波器

2.3.4激励矢量增益适配器

2.3.5码本搜索

2.3.6后置滤波器

2.3.7后置滤波器适配器

3 LD-CELP算法的定点化

3.1 C语言在DSP开发中的应用

3.2浮点数的定点化

3.2.1 Q格式—固定小数点的表达方式

3.2.2定标浮点数—动态小数点的表达方式

3.2.3块浮点数-块表达方式

3.3基本的定点运算

3.3.1移位

3.3.2加减

3.3.3乘法

3.3.4除法

3.3.5归—化与矢量定标

3.3.6溢出与饱和模式

4基于TMS320C64X的G.728语音编码算法的实现与优化

4.1 TMS320C64X DSP的结构

4.1.1 TMS320C6000的结构特点

4.1.2 TMS320C64X的结构和性能

4.2软件仿真的特点

4.3 C64X的代码开发

4.3.1 C64X编程应注意的问题

4.3.2 C64X硬件资源的使用

4.4优化C代码

4.4.1使用常规操作

4.4.2使用内联函数

4.4.3打包数据处理

4.4.4软件流水

4.4.5变量及函数处理

4.4.6码本搜索算法的优化

4.5 G.728算法仿真结果

4.5.1编码复杂度测试

4.5.2编码质量测试

总结与展望

参考文献

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