基于MCU的语音数字处理研究与实现

论文摘要

随着通讯技术和信息技术的发展,通讯终端产品市场提出了低成本答录电话机的需求。为了满足这一需要,本课题设计并实现了一种简化ADPCM编码算法,并将这一算法应用于低成本的数码答录机项目中,完成了该项目的开发。 论文介绍了语音压缩编码的发展历程、研究现状和常用的压缩编码算法,并分析了语音编码算法的一般原理、分类及不同的实现方法;然后介绍了低成本数码答录机系统方案的设计,根据该项目的需求设计了系统硬件结构和语音压缩编码算法,并与常见的DSP实现方案进行了对比分析;论文着重介绍了简化ADPCM编码算法的设计思想,并将其分为预测器和差分计算、自适应量化等五个功能模块进行了论述,用C语言描述了算法的数据结构、编码等函数,并与G.726算法进行了比较分析;论文详细阐述了简化ADPCM编码算法在系统中的实现,对照C语言介绍了汇编程序实现中的数据结构,从语音信号的录音和放音、语音的编码和解码两方面描述了程序实现的流程;最后,论文对课题中完成的工作进行了总结,对实验结果进行了评测。并给出了评测结果的MOS得分,展望了今后要继续研究的工作。 论文完成了低成本数码答录机项目的设计,经过多次仿真实验和反复调试制作了验证样机,达到了预期的效果并将投入批量生产。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题主要内容
• 1.3 论文结构
• 第二章 语音编码算法概述
• 2.1 语音信号的数字化和编码
• 2.2 语音压缩编码的发展与研究现状
• 2.3 语音压缩编码的分类
• 2.4 常用的语音压缩算法
• 第三章 数码答录机系统方案设计
• 3.1 系统的硬件结构设计
• 3.1.1 系统采用主从结构的优点
• 3.1.2 系统中语音编码芯片的选择
• 3.2 系统中语音压缩编码算法的确定
• 3.2.1 EM78569芯片性能特点概述
• 3.2.2 系统中选取波形编码的原因
• 3.2.3 ADPCM算法需要简化设计的原因
• 3.3 系统方案与其它方案的比较分析
• 第四章 语音压缩编码算法的设计
• 4.1 语音编码算法的设计思想
• 4.2 简化ADPCM编码算法介绍
• 4.2.1 预测器和差分计算模块
• 4.2.2 自适应量化模块
• 4.2.3 自适应逆量化与信号重构模块
• 4.2.4 量化比例因子的自适应调整
• 4.2.5 自适应预测器系数的更新
• 4.3 简化ADPCM算法的描述
• 4.3.1 编码算法的数据结构
• 4.3.2 编码函数的描述
• 4.3.3 自适应量化器与重构信号计算
• 4.3.4 参数的自适应调整
• 4.4 简化ADPCM算法与G726的比较分析
• 第五章 简化ADPCM算法的实现
• 5.1 简化ADPCM算法汇编实现中的数据结构
• 5.2 语音信号录放的实现
• 5.2.1 语音信号采样及播放中断程序实现
• 5.2.2 语音录放控制程序实现
• 5.3 语音编、解码模块的程序实现
• 5.3.1 编码函数流程
• 5.3.2 解码函数流程
• 5.4 简化ADPCM算法中核心子程序的实现方法
• 5.4.1 预测器的实现
• 5.4.2 对数及反对数的计算
• 5.4.3 参数保存的处理
• 第六章 总结与展望
• 6.1 课题完成的工作
• 6.2 对答录机音质的评测
• 6.3 结论及展望
• 参考文献
• 附录
• 图目录
• 表目录
• 致谢
• 攻读硕士期间论文发表情况及科研情况