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基于BF561的G.729语音压缩的实现【摘要】介绍了G.729语音编解码的原理及其DSP BF561性能特点，同时介绍了系统的软硬件设计，实现了在CAN总线上进行低速率语音传输的功能。
结果表明，本系统性能良好。
【关键词】DSP G.729 CAN总线1 引言中国是煤矿大国，煤矿安全是重中之重，如何保持井下实时通信，是保障井下安全重要环节。
目前现有煤矿通信系统主要两种：一种是调度电话；另一种是井下局部扩音电话系统。
对于数字通信方式，目前国内主要采用CAN总线来实现煤矿语音系统，和其他通信方式相比，具有较好的实时性、可靠性和灵活性。
但采用CAN通信传输距离受到带宽严格限制，因此采用语音压缩方式降低通信带宽是本文主要内容。
2 G.729语音编解码算法G.729语音编解码是基于码激励线性预测的编码模式，对输入信号的每80点定义为一个语音帧，分为2个子帧，对每帧的语音信号进行分析，获取相关的语音帧参数包括LPC参数，固定码本和自适应码本矢量序号及其增益，按照一定的顺序对其进行编码送入信道。
接收方对接收到的编码比特流进行解码，获得10ms语音帧对应的编码参数，重构语音信号，产生高质量的话音。
2.1 编码原理通过麦克风采集模拟信号，利用16位的AD以8HZ频率采样，量化成16bit 线性PCM信号，此时开始将128kbs的语音信号以G.729压缩方案进行压缩，G.729压缩算法结构如图1所示。
首先，将PCM数据进行预处理，主要有两功能：（1）采用截止频率为140HZ 的零点/极点滤波器，消除低频和直流信号影响。
（2）信号定标，幅度减半，减小数据上溢概率。
预处理后的信号进行LPC线性预测分析、量化、内插得到线性预测系数即获得LPC信息。
LPC信息将用于合成滤波器和加权滤波器的构建。
激励信号由LPC系数构造的合成滤波器后生成重构信号，重构信号与预处理后信号相减得到残差信号。
自适应码搜索前需进行基音分析，跟据听觉系统改变语音频谱，构成反馈回路，由加权残差信号均方差最小的原则确定激励信号及增益。
摘要DRM即数字调幅广播，是数字化广播的候选方案之一。
它提供新业务，同时仅改变发射系统的信源、编码和调制模块。
通常数字音频质量由数据率决定，然而，高数据率需要高传输带宽。
因此，需要对数字音频信号进行压缩，即信源编码。
信源编码是DRM的关键技术之一，编码质量直接决定了声音信号的质量和系统传输所需要的频带宽度。
本文阐述了MPEG-4音频编码中CELP编解码的原理、算法和验证。
作者阅读了大量MPEG-4中CELP的语音编码标准及有关文献。
并在VC的编程环境下，用C语言编程实现MPEG-4中码激励线性预测的编解码。
在论文安排上，首先，作者简单介绍了论文背景和所做工作；其次，较深入地阐述了CELP编码原理；然后，详细讲述了MPEG-4音频编码中CELP的实现原理；接着，讲述了CELP编解码在PC机上的详细实现过程；最后，对实验结果进行了分析和主观评估。
关键词：语音编码；CELP；MPEG-4AbstractDRM,which means Digital AM Broadcasting,is one of the digital broadcasting schemes.DRM system supports new bussiness through changing only message resource,coding and modulation modules.Although digital audio quality is determined by data rate,high data rate requires high transfer bandwidth.So,we need compress digital audio signal,that is source coding.Source coding is one of the key technologies in DRM,the quality of source coding determines the quality of the speech and the required system bandwidth.This paper puts emphasis on theory, algorithm and verifications of CELP codec in speech coding of MPEG-4.The author read a great amount of literature and standard papers and then programmed and made the realization of CELP codec.In this paper,the author firstly introduces the background and hiswork.Then,he details the theory of CELP coding.Thirdly,the author discusses realization theory of CELP in MPEG-4 speech coding.Next,he presents the realization process of CELP coding at length.Finally,the author analyses and subjectively evaluates the result.Keywords: speech coding；CELP；MPEG-4目录第1章引言 (1)1.1应用背景 (1)1.2中低速率语音编码技术 (3)1.2.1 多脉冲线性预测编码 (3)1.2.2 码激励线性预测编码 (3)1.2.3 多带激励语音编码 (4)1.3本文的安排和作者的工作概要 (4)第2章码激励线性预测编码理论 (5)2.1CELP的基本原理 (5)2.1.1 矢量量化(VQ) (5)2.1.2 合成分析法A-B-S（Analysis－By－Synthesis） (7)2.1.3 感觉加权滤波器（Perceptually Weighted filter） (7)2.2CELP编码算法 (9)2.2.1 CELP算法 (9)2.2.2 CELP码本的搜索算法 (9)第3章MPEG-4中的码激励线性预测编码 (12)3.1概述 (12)3.1.1 MPEG-4 CELP编码器的功能 (12)3.1.2 MPEG-4 CELP编码器的设置 (13)3.1.3 MPEG-4 CELP 编码器构置表 (15)3.2解码器设计 (16)3.2.1拆帧 (16)3.2.2 LPC解码和内插 (16)3.2.3 激励信号的产生 (21)3.2.4 LPC合成滤波器 (28)3.2.5 后处理 (29)3.3编码器设计 (31)3.3.1 预处理 (31)3.3.2 LPC分析 (31)3.3.3 LPC量化和内插 (31)3.3.4 LPC分析滤波器 (33)3.3.5感觉加权滤波器 (33)3.3.6码本搜索 (33)3.3.7装帧 (39)第4章PC机上MPEG-4中码激励线性预测编码算法实现 (40)4.1概述 (40)4.2高级语言的优化 (40)4.2.1程序设计的优化 (40)4.2.2算法的优化 (40)4.3CELP编解码的具体实现 (42)4.4MPEG-4中CELP编解码性能的分析 (45)第5章总结 (50)致谢 (51)参考文献 (52)附录 (53)第1章引言1.1 应用背景模拟的调幅广播发明于二十世纪二十年代，其后虽然也有一些技术上的进步，但系统体系基本没变，存在着传输质量差、业务单一、易被干扰等比较明显的缺点，随着FM、电视和互联网等新型媒体的出现，模拟调幅广播的地位受到了重大挑战，用户规模迅速下降。
自适应差分脉冲编码调制系统编解码设计摘要自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)是数字通信中最基本的技术。
低于64kbit/s数码率的语音编码方法被称为语音压缩技术，ADPCM是语音压缩编码中复杂度较低的一种方法，它能在32kbit/s数码率上达到符合64kbit/s数码率的语音质量要求。
由于超大规模集成电路的自适应差分脉冲编码调制编/解码器的出现，使自适应差分脉冲编码调制在光纤通信、数字微波通信、卫星通信等领域获得了更加广泛的应用。
本文以数字通信理论为基础，对自适应差分脉冲编码调制的原理进行分析，并采用MC145540芯片实现ADPCM功能，从而设计出了语音ADPCM编解码系统。
关键词： ADPCM，语音编码，数字通信，MC145540DESIGNED of ADPCM CODING and DECODING SYSTEMGuo Chang-zeDepartment of Automation, Beijing Institute of Petrol-chemical Technology, Beijing 102617ABSTRACTADPCM is the most basic technology in the digital communication. The speech code method of lower than 64kbit/s code rate is known as the speech compress technology, ADPCM is a low kind of method of complexity in the speech compress code , It can reach the speech quality requirement which accords with 64 kbit/s digital rates at 32 kbit/s digital rates.With the advent of very large scale Integrated circuit which can realize coding and decoding, the application of ADPCM is more and more extensive in the fields such as fiber optic communication, digital microwave communication, satellite communication, etc.This thesis analyzed the theory of ADPCM coding and decoding based on the digital communication, and realized the function of ADPCM adopting the chip of MC145540.Thus I designed the system of coding and decoding about speech.Keywords：ADPCM, The Code of the Pronunciation, Digital Communication, MC145540目录第1章绪论 (1)1.1 数字通信概述 (1)1.2 数字通信现状及分析 (2)1.2.1 数字电缆通信系统 (2)1.2.2 数字光纤通信系统 (2)1.2.3 数字微波中继通信系统 (2)1.2.4 数字卫星通信系统 (3)1.2.5 数字移动通信系统 (3)1.3 数字通信技术的发展趋势 (3)1.3.1 通信技术总的发展趋势 (3)1.3.2 终端技术将朝着数字化、智能化、高效率和多媒体方向发展 (4)1.3.3 传输技术正朝着高速率、大容量、远距离和用户线数字化方向发展 (4)第2章语音编码技术 (6)2.1 语音编码概述 (6)2.1.1 语音编码的性能指标 (6)2.1.2 语音编码方法的分类 (7)2.1.3 语音编码标准 (8)2.2 ADPCM分析 (9)2.2.1 语音编码技术现状 (9)2.2.2 ADPCM的应用 (10)第3章ADPCM的数学原理 (11)3.1 PCM的基本原理 (11)3.1.1 抽样 (11)3.1.2 量化 (12)3.2 DPCM的基本原理 (13)3.2.1 DPCM编码原理 (13)3.2.2 DPCM编码实现方框图 (14)3.3 ADPCM的基本原理 (14)第4章MC145540的结构及应用 (16)4.1 MC145540管脚图 (16)4.2 MC145540内部组成原理 (17)4.3 MC145540各管脚功能 (17)4.4 其它语音编码芯片介绍 (21)4.4.1 TP11362 (21)4.4.2 低成本、适合无线通信的语音编码芯片CMX639 (23)4.4.3 适于语音处理的SDA80D51芯片 (23)第5章ADPCM系统的硬件设计与实现 (25)5.1 整体设计框图 (25)5.2 ADPCM系统电路 (25)5.3 电路分析 (29)5.3.1 单用户ADPCM编码电路 (29)5.3.2 ADPCM控制电路 (30)5.3.3 ADPCM编解码电路 (30)5.3.4 ADPCM模拟音频输入电路 (31)5.3.5 ADPCM模拟音频信号输出电路 (32)第6章结束语 (35)致谢 (36)参考文献 (37)第1章绪论1.1数字通信概述通信是指由一地向另一地进行消息的有效传递。
基于DSP的G.729语音编解码器设计作者：聂伟,何心莹,白天石来源：《现代电子技术》2011年第09期摘要：设计了基于DSP的G.729语音编解码器，并针对G.729算法标准源码代码效率低、执行时间长的不足，从算法精简、代码优化等方面进行了优化。
优化后的算法在保证了高质量语音输出的同时，提高了编码效率，实现了对语音信号的实时处理。
最后对系统性能进行了测试，结果满足设计要求。
关键词：G.729； DSP；语音编码；算法优化中图分类号：TN764-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)09-0093-04Design of G.729 Speech Codec Based on DSPNIE Wei，HE Xin-ying，BAI Tian-shi(Computer System and Communication Laboratory, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China)Abstract： An optimized ITU-T G.729 speech codec based on DSP is designed. The algorithm and code adopted in the source code which overcame the low efficiency and long executive time on a DSP. The optimized algorithm provided a high quality of the speech output and improved the code executive efficiency, realized the real-time processing of the speech signal. The codec system performance is tested and the result satisfies the design requirements.Keywords： G.729; DSP; speech codec; algorithm optimization0 引言语音信号处理是现代通信研究的重要内容之一，语音压缩编码作为其关键技术，如今已得到了极大的发展。
CELP语言编解码器的实现及其优化(附答辩记录和仿真程序)CELP语言编解码器的实现及其优化(附答辩记录和仿真程序)(包含选题审批表,任务书,开题报告,中期检查报告,毕业论文11000字,答辩记录,成绩评定册,实习成绩考核表,程序代码) 摘要：本文通过描述低速率语音编解码技术的发展现状引出CELP（Code Excited Linear Pr ...<p>CELP语言编解码器的实现及其优化(附答辩记录和仿真程序)(包含选题审批表,任务书,开题报告,中期检查报告,毕业论文字,答辩记录,成绩评定册,实习成绩考核表,程序代码) <br />摘要：本文通过描述低速率语音编解码技术的发展现状引出CELP（Code Excited Linear<br />Prediction 码激励线性预测编码）语言编解码器的实现意义，文章主要介绍了语音抽样与线性预测系数计算的具体方法来实现对残差信号的处理，其中CELP语言编解码是中，低速率下比较成功的编码算法，文章将语言信号数字模型化，介绍了码激励线性预测编码的基本原理和优化的具体方法，通过计算机仿真来描述程序对CELP编解码的流程的实现。
<br /> 关键词：CELP的发展现状;CELP语言；语言编码；数字信号处理；计算机仿真<br /><br />Implementation and Optimization of CELP voice codec<br />Abstract：This paper describes low speed speech decoding technology development present situation leads CELP (Code Excited Linear Prediction yards incentive linear forecast coding) language codec implementation significance, this paper mainly introduces the speech sampling and linear forecasting the concrete method of calculating coefficients of residual signals to realize the processing, which CELP language decoding is under the low rate of relatively successful encoding algorithm, the article will digital signal modeling language, this paper introduces incentive linear forecast coding code of basic principle and optimization specific methods, through computer simulation to describe the procedure CELP decoding the process of the implementation. <br />Key words：CELP development present situation ; CELP language ; Language code; Digital signal processing ; Computer simulation ;<br /> <br />研究目的、内容<br /> 目的：更好的提高声音的辨识度，让浊音表达的更为准确；<br /> 怎样优化CELP语言编解码器；<br /> 对误差信号进行感觉加权，提高语音的主观质量；<br />内容：优化CELP语言编解码器的方法的实现；<br /> 怎么样对差信号进行感觉加权；<br /> 怎么运用分数延时改进基音预测；<br />研究方法<br />阅读参考资料、查阅相关文献。
低速率语音编码的实现与仿真摘要：近年来，随着通信与计算机网络的飞速发展，低速率语音编码以其低速率且良好的编码质量等特点，在数字通信中越来越受到重视。
低速率语音编码方案主要是基于LPC-10，混合激励线性预测(MELP)，多带激励编码(MBE)，正弦变换编码(SCI)等。
它们大都能够工作在2.4kbps速率下。
本文对LPC-10进行了研究，以LPC模型为原型，通过联合帧、矢量量化及参数内插等技术，实现了一种低速率语音编码算法。
归一化互相关函数基音检测算法(NCCFPDA)的引入，提高了清浊音判决的准确率；线谱对(LSP)参数的量化特性，降低了误差率，提高了算法的稳健性；固定矢量量化码本(LSPVQ码本)提高了量化精度并降低了传输码率；联合帧的应用，较好的平衡了低码率与语音质量严重恶化的矛盾，而与参数内插技术的结合更加降低了传输码率。
通过该算法获得了比较满意的合成语音，并在MATLAB中得到实现，验证了算法的可行性。
关键词：语音编码，基音检测，LSP，MATLAB目录第一章绪论 (4)1.1引言 (4)1.2低速率语音编码研究现状 (4)1.3常用低速率语音编码算法 (5)1.3本文主要研究内容及章节安排 (6)第二章 LPC-10编码算法 (7)2.1LPC-10编码算法的理论依据 (7)2.1.1 语音信号的产生模型 (7)2.1.2语音信号的线性预测分析[8] (7)2.2LPC-10编解码算法的分析[9] (8)2.2.1 LPC-10编码算法分析 (8)2.2.2 计算声道滤波参数RC (9)2.2.3 计算增益RMS (10)2.2.4 提取基音周期和检测清/浊音 (10)2.2.5 参数编码与解码 (10)2.2.6 LPC-10解码算法分析 (10)2.3LPC-10声码器存在的问题[9] (11)第三章 900BIT/S极低速率编码算法 (12)3.1算法概述 (12)3.2编码原理 (13)3.2.1预处理 (13)3.2.2线性预测分析 (14)3.2.3 NCCFPDA算法[12] (16)3.2.4 矢量量化[9] (19)3.2.5参数编码 (20)3.3解码原理 (20)3.3.1参数解码 (21)3.3.2合成语音 (21)3.4本章小节 (22)第四章低速率语音编解码算法的仿真实现 (23)4.1仿真实验平台 (23)4.2编解码器的工作流程 (23)4.2语音编码仿真结果 (24)第五章结论与展望 (25)5.1结论 (25)5.2展望 (25)参考文献 (26)第一章绪论1.1引言语音通信是一种非常重要且普遍的通信方式。
声码器技术的发展学院:班级:姓名:学号：指导教师：摘要语音编解码技术的迅速发展，使中低速率语音编码技术广泛应用于现代移动通信。
声码器特别适用于以低比特率为首要条件的通信场合，较典型的应用包括标准电话信道上的保密语言传输和小型化数字存贮器中的语言存贮。
在某些长距离无线通信中，人们宁可使用声码器而不愿意用目前音质低劣的模拟传输系统。
目前，质量令人满意的实用语言编码器的比特率下限为2400bps,这个比特率是由线性预测编码和通道话音编码获得的。
现在正在进行大量的研究工作，其目的是要获得低于2400bps的比特率而乂要使语言质量不下降或下降很少。
这个研究课题是一个既基本乂具有实用价值的课题。
声码器正向着速率更低、语音质量更好，延时更短，算法更复杂，抗干扰能力更强，带宽要求更小的方向发展。
本文主要介绍国外声码器的发展概况、若干种低速声码器的技术原理和结果，并推测未來的工作。
关键字：声码器发展、线性预测编码、低比特率—、引言自首次成功地尝试建造一台能够模拟人声的机器以来，己经大约有两百年了。
两百年中中人们曾建造了各种各样的这类机器，成功的情况也各不相同，年轻时的贝尔和他的兄弟就曾致力于建造一台这样的机器，但取得实质性的进展却是电子系统问世之后的事。
1939年纽约世界博览会上，一项叫做“语言合成器”（Voder）的发明引起了轰动。
这个语言合成器实质上是一台电子器件，它通过完全的电子方式分析人类的语言，然后乂把它综合出来。
该系统后來称之为“声码器”（话音编码器），声码器标志了语言编码新纪元的开始，声码器这个名词也一直沿用至今而作为一大类系统的属名o近年来，声码器的研究变得日益重要了，这在很大程度上取决于数字化技术和语言编码的大规模应用。
语言数字化有两种根本不同的途径，一种称之为波形编码，另一种称之为参数编码。
实现参数编码的硬件就是声码器。
目前，降低比特率是一个有重大意义的研究课题，为降低声码器的比特率而釆取的所有方式都是利用了如下三个基本思想中的一个、两个或三个。
