低码率语音编解码技术的研究与实现

论文摘要

语言交流是社会生活中进行信息交流最基本的方法。在银行系统、公安系统、空中交通管理、飞行记录、呼叫中心、铁路运输等领域中很多语音对话必须能够记录下来以便核对查询，这样，就需要有相应的设备能够对语音进行存储、回放。本文在设计列车监控语音记录系统中选择了低码率语音编解码算法G.729语音压缩标准。G.729是国际电信联盟于1996年推出的采用共轭结构-代数码激励线性预测技术的具有8kbit／s码率的语音编码算法，该算法是以语音编码方案中的码激励线性预测技术为基础提出的。由于语音质量良好，具有较高压缩比和码率低等特点，已经广泛应用于诸如IP电话、会议电视、卫星通信、语音存储、数字音视频监控等领域。本文在分析研究G.729算法原理的基础上，提出了有效实现G.729标准的硬件设计和几种软件优化方法。本文在对语音编解码的相关理论学习和掌握后对G.729标准进行了细致地研究和深入地理解；根据G.729实现中对存储空间和处理器运算速度等各项性能指标的要求，选择合适芯片，设计了实现G.729编解码器的硬件平台；通过对G.729标准的详细分析和研究，分别提出了C语言级、编译器级和算法级的有效优化方法，通过在DSP上实现及仿真，并且根据主观评价和客观计算结果验证该算法的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 语音信号编码技术概述
• 1.3 语音压缩编码的依据
• 1.4 语音编码的分类
• 1.5 几种主要语音编解码语音算法
• 1.6 论文的主要工作
• 第2章 语音编码的相关技术
• 2.1 语音的特性分析
• 2.2 语音信号产生的数字模型
• 2.3 码激励线性预测编码技术
• 2.4 语音编码的矢量量化
• 2.5 衡量语音编码器性能的主要因素
• 2.6 本章小结
• 第3章 G.729语音编解码算法研究
• 3.1 G.729语音编解码算法概述
• 3.2 G.729编码算法剖析
• 3.3 G.729解码算法剖析
• 3.4 G.729语音编解码算法思想分析
• 3.5 G.729语音编解码算法的改进
• 3.6 本章小结
• 第4章 G.729编解码器硬件平台设计
• 4.1 G.729编解码器硬件平台的选型
• 4.2 主处理芯片（DSP）的选取
• 4.3 TMS320VC5509芯片特点
• 4.4 G.729编解码器硬件平台设计
• 4.4.1 音频输入输出接口设计
• 4.4.2 存储器扩展设计
• 4.4.3 硬件平台BootLoader设计
• 4.4.4 Flash接口电路设计
• 4.4.5 串行通讯接口电路设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 G.729算法在DSP上的优化实现
• 5.1 G.729算法的软硬件实现
• 5.1.1 算法硬件实现方案设计
• 5.1.2 算法的软件实现
• 5.1.3 编码器实现
• 5.1.4 译码器实现
• 5.1.5 系统自启动（BootLoader）的实现
• 5.2 G.729算法实现的优化
• 5.2.1 算法级优化
• 5.2.2 算法的C语言级优化
• 5.2.3 编译器级优化
• 5.3 G.729算法的仿真结果
• 5.3.1 平均分段信噪比SNRaseg
• 5.3.2 LPC倒谱距离测度（LPC CD）
• 5.3.3 CD MOS值
• 5.3.4 计算结果与波形对比图
• 5.4 G.729编解码算法实现评价
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢