G.723.1算法ARM平台移植与优化

论文摘要

在现代各种通信系统中，语音通信一直是一项重要的、必不可少的业务。语音压缩和编码在移动通信、VoIP、多媒体信息传输、保密通信等领域发挥着重要的作用。多种语音编解码的国际标准相继出台，中低速率的语音编码及其应用已成为一个重要研究领域。G.723.1是ITU-T在1996年提出的一种具有5.3kbps/6.3kbps双速率的高效率语音编解码标准，以其卓越的性能被广泛应用在各种领域。但它的高质量和低码率，是以高复杂度的编码算法、较高的延迟以及较大的存储空间换得的，这也大大增加了它的实时实现难度。由于ARM嵌入式处理器具有成本低、易开发等众多优点，非常适合于实时处理语音编解码器。因此，在ARM平台上有效地实现G.723.1算法是很有必要的。本论文首先对G.723.1编解码器的算法原理进行了描述，接下来具体论述了将该算法进行ARM平台移植与优化的方法。优化的目的是在尽量不降低压缩语音质量的同时尽可能地减少指令周期数。优化过程中使用的方法包括：算法优化、C代码结构优化和汇编优化。通过与优化前的算法进行对比，移植和优化之后，G.723.1编码器的复杂度降低了80%以上，解码器的复杂度降低了60%以上。优化后的G.723.1语音编解码算法能够在ARM平台上实时实现，从而可以将它投入到许多实际应用当中去。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的研究意义
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 论文的结构安排
• 第二章 G.723.1 语音编解码算法研究
• 2.1 语音压缩编码的理论基础
• 2.1.1 语音信号产生的数字模型
• 2.1.2 CELP 编码模型
• 2.1.3 语音编解码算法的性能评价
• 2.2 G.723.1 编码器算法原理
• 2.2.1 编码器原理概述
• 2.2.2 整帧处理
• 2.2.3 子帧处理
• 2.2.4 比特分配
• 2.3 G.723.1 解码原理
• 2.4 本章小结
• 第三章 G.723.1 算法 ARM 平台的移植与优化
• 3.1 ARM 处理器介绍
• 3.1.1 ARM 体系结构概述
• 3.1.2 ARM 的工作模式与寄存器组织
• 3.1.3 ARM 指令集简介
• 3.2 G.723.1 算法向 ADS 平台的移植
• 3.2.1 ARM 的 ADS 开发平台介绍
• 3.2.2 G.723.1 程序的移植
• 3.3 G.723.1 编码器算法优化
• 3.3.1 开环基音周期搜索算法改进
• 3.3.2 自适应码本搜索算法改进
• 3.4 C 程序结构优化
• 3.4.1 循环优化
• 3.4.2 函数的优化
• 3.4.3 其它优化方法
• 3.5 ARM 汇编优化
• 3.6 本章小结
• 第四章 优化结果与性能分析
• 4.1 优化前后 G.723.1 编解码器性能对比
• 4.1.1 优化前的 G.723.1 编解码效率
• 4.1.2 优化后的 G.723.1 编解码效率
• 4.2 优化后 G.723.1 总体性能分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与下一步工作
• 5.1 论文总结
• 5.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果