基于DSP的G.729语音编解码算法的研究与实现

论文摘要

近年来,语音编码随着多媒体通信的发展,正扮演越来越重要的角色。特别是低速率、高语音质量的语音编码算法,它能在有限的信道带宽中提供各种高质量的多媒体通信服务。1996年,ITU-T公布了G.729标准。它采用了共轭结构代数码本激励线性预测（CS-ACELP）算法,其编码速率为8kb/s,延时为15ms,具有良好的合成语音质量和适中的复杂度等优点。在个人移动通信、多媒体通信、IP电话、卫星通信及未来的综合业务数字通信（ISDN）等领域具有广泛的应用前景。随着数字信号处理技术的发展,DSP的应用越来越广泛。由于其具有体积小、功耗低、运算速度快和价格便宜等优点,非常适合于实时语音处理。TI公司的TMS320C55x系列DSP就可以用于G.729语音压缩的实时实现。本文详细的介绍了G.729协议的算法结构,包括编码部分和解码部分,并着重研究了G.729算法中的线性预测技术、感知加权滤波、矢量量化、自适应码本搜索和固定码本搜索等关键技术。接着对TMS320C55x系列DSP芯片的结构、工作原理进行了一定的描述。在深入理解G.729算法原理的基础上,提出了有效实现G.729标准的设计方案,以ITU-T提供的标准C源代码为基础,进行软件模拟实验。根据G.729特点对源代码中运算量较大的模块进行了代码优化,最终完成了语音编解码器在DSP上的实时实现。结果表明合成语音具有较高的可懂度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 语音编码技术的发展概况
• 1.3 语音压缩编码的国际标准
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 语音编码理论与技术
• 2.1 语音压缩的理论依据
• 2.2 语音信号产生的数字模型
• 2.3 语音编码的基本技术
• 2.3.1 线性预测编码
• 2.3.2 矢量量化
• 2.3.3 码激励线性预测
• 2.4 语音编码的性能评价
• 2.5 本章小结
• 第3章 G.729 的基本原理
• 3.1 G.729 标准概述
• 3.2 编码器原理
• 3.2.1 预处理
• 3.2.2 线性预测分析和量化
• 3.2.3 感知加权
• 3.2.4 脉冲响应的计算
• 3.2.5 目标信号的计算
• 3.2.6 自适应码本搜索
• 3.2.7 固定码本的搜索过程
• 3.2.8 增益的量化
• 3.2.9 存储器更新
• 3.3 解码器原理
• 3.3.1 参数解码
• 3.3.2 自适应后滤波
• 3.3.3 后置处理
• 3.4 本章小结
• 第4章 G.729 算法的DSP 实现及优化
• 4.1 DSP 芯片简介
• 4.2 AIC23 芯片简介
• 4.3 软件仿真环境
• 4.4 系统实现
• 4.4.1 程序流程图
• 4.4.2 C 语言代码模块
• 4.5 G.729 算法优化
• 4.5.1 程序代码优化
• 4.5.2 算法优化
• 4.5.3 优化结果
• 4.6 算法仿真结果与分析
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢