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基于DSP的G.729语音编解码实现方案的研究

陈锴  
【摘要】:语音通信是人类最为基本、最重要的通信方式之一。在电话出现后,语音通信更是达到了一个里程碑的阶段,它给我们的生活带来了极大的便利。语音编码在过去半个世纪以来得到了快速的发展,科学家提出了许多优秀的语音压缩算法,对语音编码算法的发展作出了巨大的贡献。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。尤其是低速率、高语音质量的语音编码算法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。G.729正是其中一种极为优秀的协议。它是ITU-T(国际电信联盟)在1996年提出的基于CS-ACELP算法(共轭代数码本线性激励预测),其传输速率为8kbps的建议。该协议由于其优良的性能被广泛的应用于移动通信、卫星通信、多媒体通信以及可能在未来的第三代移动通信中作为语音信号的编解码标准,值得一提的是它在多媒体服务中尤其以VoIP、视频电话会议为热点技术。 第一个通用DSP芯片出现于上个世纪的80年代,它具有一个硬件乘法器而不同于通用的微处理器,随着超大规模集成电路技术的突破性进展,如今DSP作为一种专用的数字信号处理器而被广泛的应用在多媒体、通信的各个领域。由于DSP具有体积小、功耗低、运算速度快和价格便宜等许多优点,所以非常适合于实时语音和视频压缩处理。而在众多的产品中TI公司的TMS320C54X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,包括了编码和解码两个部分,并着重研究了CS-ACELP算法中的线性预测技术、感知加权滤波、矢量量化、增益量化、自适应码本搜索和固定码本搜索等关键技术。还对TMS320C54X系列DSP芯片的结构、工作原理进行了一定的描述。并在基础上提出了系统的硬件组成方案,软件的系统设计方案,以ITU-T提供的标准C源代码为基础,进行软件模拟实验,验证方案的正确性。然后,对G.729协议在TMS320C5402 DSP上的实现进行研究。 本文共分为5部分。第一章为绪论部分介绍语音编码的发展及现状。第二章则介绍语音信号的特性和处理的一些关键技术。第三章则详细介绍G.729协议的压缩原理及算法结构。第四章则详细介绍系统硬件和软件方案


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