G.729B语音编码器的优化及其在DSP上的实现

论文摘要

语音编码是数字语音通信中的一项重要技术,低码率的语音编码器在解决宽带资源的限制方面发挥着重要的作用。G.729建议采用共轭结构—代数码激励线性预测（CS-ACELP）语音编码方案,其码率为8 kbit/s,是ITU-T推荐的语音压缩编码标准中算法最为复杂的一种。G.729 Annex B是G.729的改进版,它描述了语音激活检测VAD、不连续传输DTX和舒适噪声产生器CNG等算法。这些算法应用于语音中的静音期间以进一步降低传输速率和提高信道利用率,是为G.729研究的最佳静音压缩方案。本文详细分析了G.729编码器的原理和G.729B中的各项关键技术。熟练掌握G.729B标准C源代码,利用CCS自带的代码性能分析器profiler对标准C源代码进行测试,并对部分耗时大的函数进行了C语言级和汇编级两级代码优化工作;在保证合成语音质量的前提下,对算法进行改进和精简,并将修改后的代码移植到DSP TMS320VC5416实验板上,最后在DSP系统上实时实现了语音的编解码功能。本文最后对系统进行了测试,测试结果表明:编解码后输出的重构语音的可懂度、清晰度和自然度都很好,与原始语音相比,其质量没有发生明显的变化;重构后的语音信号与原始语音信号相比,波形包络没有出现严重的失真,并且两者的频谱也比较吻合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 语音编码概述
• 1.1.1 语音编码发展新动向
• 1.1.2 现有语音编码标准
• 1.1.3 语音编码评价指标
• 1.2 课题背景
• 1.3 论文内容安排
• 第二章 语音编码算法
• 2.1 语音信号的数学模型
• 2.2 码激励线性预测（CELP）编码的关键技术
• 2.2.1 语音信号的线性预测分析
• 2.2.2 语音信号的矢量量化
• 2.2.3 合成分析法
• 2.2.4 感知加权滤波器
• 2.3 G.729 语音编码器
• 2.3.1 编码器原理
• 2.3.2 解码器原理
• 2.3.3 延时
• 2.4 G.729B 编码器关键技术
• 2.4.1 语音激活检测（VAD）算法
• 2.4.2 不连续传输（DTX）和SID 帧编码
• 2.4.3 舒适噪音产生器（CNG）
• 第三章 G.729B 编码器的优化
• 3.1 TMS320C54X 应用程序开发
• 3.1.1 应用程序开发一般流程
• 3.1.2 DSP TMS320C54X
• 3.1.3 DSP 软件开发方式
• 3.1.4 评估代码性能
• 3.2 G.729B 算法的优化
• 3.2.1 算法精简
• 3.2.2 C 语言级优化
• 3.2.3 汇编级优化
• 3.3 优化结果分析
• 第四章 G.729B 算法的DSP 实现
• 4.1 系统硬件组成
• 4.1.1 音频接口模块
• 4.2 系统软件设计
• 4.2.1 系统软硬件初始化
• 4.2.2 语音编解码程序
• 4.2.3 串口中断服务程序
• 4.2.4 主程序流程
• 4.3 系统测试结果分析
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在硕士研究生期间发表的论文