基于DSP的G.711语音压缩算法的设计与实现
多媒体综合实验报告
数字音频设备（也称codec，PCM，DSP，ADC/DAC设备）：播放或录制数字化的声音。它的指标主要有：采样速率（电话为8K，DVD为96K）、channel数目（单声道，立体声）、采样分辨率（8-bit，16-bit）。
mixer（混频器）：用来控制多个输入、输出的音量，也控制输入（microphone，line-in，CD之间的切换。
注意，用户始终要读/写一个完整的采样。例如一个16-bit的立体声模式下，每个采样有4个字节，所以应用程序每次必须读/写4的倍数个字节。
另外，由于OSS是一个跨平台的音频接口，所以用户在编程的时候，要考虑到可移植性的问题，其中一个重要的方面是读/写时的字节顺序。
4)设置参数
设置采样格式
在设置采样格式之前，可以先测试设备能够支持那些采样格式，方法如下：
4.
CVSD增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式，它是PCM的一种特例。增量调制编码基本原理是指用一位编码，这一位码不是表示信号抽样值的大小，而是表示抽样幅度的增量特性，即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小，增大则输出“1”码，减小则输出“0”码。输出的“1”，“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减，不表示信号的绝对值。
#define INPUTBUFSIZE RAWBUFSIZE * 2
/* The max amount of bytes of speech data to process at once */
#define ENCODEDBUFSIZE RAWBUFSIZE / 2
int initSoundDevice(int fd);
#include <string.h>
基于DSP的数字语音压缩系统
基于DSP的数字语音压缩系统
俞斌
【期刊名称】《国外电子元器件》
【年(卷),期】2007(000)008
【摘要】给出了基于TMS320C6711 DSP和G.729A语音压缩标准的实时语音压缩和解压系统的设计方案,并给出了系统的软、硬件设计.在TMS320C6711高速平台上实现数字语音信号的实时输入、压缩、解压、输出,只需要移植应用程序,就可以实现其他语音功能的扩展.
【总页数】4页(P6-9)
【作者】俞斌
【作者单位】湖南工学院电气信息工程系,湖南,衡阳,421008
【正文语种】中文
【中图分类】TN912.3
【相关文献】
1.基于DSP的数字语音采集系统的设计 [J], 李世军;郭照南;黄锋;刘俊
2.基于ARM与DSP双核控制的数字语音学生终端设计 [J], 杨珍;倪洪杰;丁明军
3.基于DSP的数字语音压缩系统 [J], 俞斌
4.基于DSP的数字语音信号处理系统的设计 [J], 袁孟新
5.基于五片DSPs的JPEG2000压缩系统 [J], 何得平;朱光喜
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于G.723.1的DSP音频压缩系统的开题报告
基于G.723.1的DSP音频压缩系统的开题报告一、选题背景随着语音通信技术的发展，语音压缩技术越来越受到关注，因为它能够将语音信号压缩到更小的数据量，从而降低通信带宽和存储空间的需求。
G.723.1是一种通用压缩算法，广泛用于数字信号处理系统中的语音压缩。
本文将研究基于G.723.1的DSP音频压缩系统，主要涉及压缩算法及其实现、DSP的硬件和软件设计。
二、研究内容本文的主要研究内容包括以下几个方面：1.研究G.723.1压缩算法的原理、技术、特点和流程。
2.分析DSP芯片的基本结构、功能和性能参数，了解DSP的开发工具和环境。
3.研究DSP与G.723.1压缩算法的结合，探讨如何将算法移植到DSP上并进行实时压缩。
4.设计音频压缩系统的硬件和软件部分，包括模拟输出电路、数字信号处理、控制模块等。
5.实验验证系统的性能和压缩效果，重点考虑压缩率、信噪比和失真等指标，并对比各种算法和系统的优缺点。
三、研究方法本文采用实验和理论相结合的方式，主要方法包括以下几个方面：1.理论研究：深入了解G.723.1压缩算法的原理和流程，并分析与DSP的结合方式，探讨其优化方法。
2.系统设计：根据理论研究的成果，从硬件和软件两个方面进行系统设计，涉及信号采集模块、数据处理模块、时钟模块、存储器模块等基本构成部分。
3.实验验证：利用已设计好的系统进行实验验证，主要研究压缩率、信噪比和失真等指标的变化规律，进一步探讨算法与系统优化的方法。
四、论文结构本文的结构如下：第一章：绪论，包括选题背景、研究内容、研究方法和论文结构等。
第二章：音频压缩技术综述，介绍国内外相关研究进展和应用现状，并系统评述各种音频压缩仿制的优缺点、发展趋势和新挑战。
第三章：G.723.1压缩算法的原理和流程，特别是关于语音编码和解码的详细过程，同时对G.723.1在实际应用中所面临的问题和应对措施进行了分析。
第四章：DSP音频压缩系统的设计和实现，从硬件和软件两个方面分别介绍系统设计和实现的详细步骤。
G.723.1语音压缩算法的分析及DSP实现
G.723.1语音压缩算法的分析及DSP实现
王伟;李剑雄;周广禄;郭恒业
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(024)012
【摘要】本文首先阐述了G.723.1语音编解码标准的流程.根据低功耗、高性能的16位定点的数字信号处理芯片TMS320DM642的特点对源代码中运算量较大的模块进行了代码优化.最后,在DSP硬件平台上时优化后的编解码器的复杂度和性能进行了测试.从实验结果看,经改进优化后的程序在内存占用和运算复杂度方面都达到了预期目标,语音信号经编码器编码解码之后失真很小.
【总页数】3页(P160-162)
【作者】王伟;李剑雄;周广禄;郭恒业
【作者单位】264209,山东省威海市,哈尔滨工业大学(威海);264209,山东省威海市,哈尔滨工业大学(威海);264209,山东省威海市,哈尔滨工业大学(威海);264209,山东省威海市,哈尔滨工业大学(威海)
【正文语种】中文
【中图分类】TN912.32
【相关文献】
1.G.723.1语音编解码算法分析及DSP实现 [J], 杨兴华;徐轶超;王伟志;蒋华
2.G.72
3.1双速率语音编解码算法的ADSP实现 [J], 葛颖;曲芳
3.G.723.1语音编码算法的DSP实现 [J], 黄冰;雷婷;王涛
4.G.729A语音压缩算法分析及DSP实现 [J], 王伟达;郭恒业
5.G.723.1语音压缩算法的分析及DSP实现 [J], 王伟;李剑雄;周广禄;郭恒业因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
DSP设计--语音压缩
DSP设计--语音压缩DSP课程设计实验报告语音压缩、存储与回放院（系）：设计人员：成绩：评语：指导教师签字：日期：工程设计50报告20答辩30总分目录一、设计任务书 (3)二、设计内容 (4)三、设计方案、算法原理说明 (4)四、程序设计、调试与结果分析 (9)五、设计（安装）与调试的体会 (20)六、参考文献 (23)一、设计任务书语音信号是信息的重要形式,语音信号处理有着广泛的应用领域，而语音压缩在语音信号的传输、存储等方面有非常广泛的作用，而且在通信领域中已经有较成熟的发展和广泛应用。
本设计要求采用DSP及其A/D、D/A转换器进行语音信号的压缩、存储和回放。
1、设计要求及目标（1）使用DSP实现语音压缩和解压缩的基本算法，算法类型自定，例如可以采用G.711、G.729等语音压缩算法。
（2）采用A/D转换器从MIC输入口实时采集语音信号，进行压缩后存储到DSP的片内和片外RAM存储器中，存储时间不小于10秒。
（3）存储器存满之后，使用DSP进行实时解压缩，并从SPEAKER输出口进行回放输出。
（4）使用指示灯对语音存储和回放过程进行指示。
2、要求完成的任务（1）编写C语言程序，并在CCS集成开发环境下调试通过。
（2）实现设计所要求的各项功能。
（3）按要求撰写设计报告。
3、实验目的（1）建立信号处理系统的概念，学会使用DSP处理器；（2）了解DSP处理系统的关键器件的使用方法；（3）掌握DSP课程设计的基本方法，巩固信号处理的基本理论知识；（5）掌握DSP集成开发环境的使用和调试方法；（6）掌握DSP片外资源和片上资源访问的基本方法，如存储器、定时器、McBSP、DMA、A/D和D/A转换器等。
4、设计思路语音信号的幅度（发音强度）并非均匀分布，由于小信号占的比例比大信号大很多，因此可以进行非均匀量化。
达到这一目标的基本做法是，对大信号使用大的量化间隔，而小信号则使用小的台阶。
ITU-TG.711建议的PCMA律和μ律语音压缩标准可以分别将13比特和14比特压缩为8比特，达到语音压缩的目的。
语音编码技术 G.711 G.723 G.726 G.729
方式一:脉冲编码调制（PCM）
PCM編碼 編碼: 編碼 採樣率:對於speech signal,用8000次/Second進行採樣. 1:採樣率 採樣率 2:量化 量化:就是把采集到的数值送到量化器（A/D转换器)编码成数字(數 量化 字編碼能夠讓speech signal有較小的失真),量化级数越多，量化误差 就越小,声音质量就越好。 2.1:綫性 均勻 量化 綫性(均勻 量化:採樣率為12bits/次,數據率為96kbit/s. 綫性 均勻)量化 2.2:非綫性 非均勻)量化 非綫性(非均勻 量化:採樣率為8bits/次,數據率為64kbit/s.從節約 非綫性 非均勻 量化 帶寬的角度,PCM採用非綫性量化.对小信号采用小的量化间隔,对大 信号采用大的量化间隔，这样可以用较少的位数编码。
主要内容
• • • • • • • 語音的形成及其帶寬 語音壓縮的必要性 脉冲编码调制（PCM） A-law, mu-law介紹。 自適應編碼調製(APCM) 差分脈衝编码调制（DPCM） 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）
• 标准
語音的帶寬
• 常用的語音信號其帶寬如下:
声音类型 电话语音 调幅广播 调频广播 CD 带 宽 200Hz－3.4kHz 50Hz－7kHz 20Hz－15kHz 20Hz－20kHz
各标准比较
編碼方式 64kbps/PCM 32kbps/ADPCM 8kbps/CELP 13kbps/GSM
MOS (Mean Opinion Scope) 4.3 4.1 3.7 3.54
自适应差分脉冲编码调制
• ADPCM是利用样本与样本之间的高度相关性和量 化阶自适应来压缩数据的一种波形编码技术，在 維持相同的語音質量下,ADPCM允許使用32Kbps 比特速率編碼,是標準64kpbs PCM的一半,CCITT为 此制定了G.721标准，及其延伸標準G.723；G.726 等等。 • ADPCM的输入信号是G.711 PCM代码，它的数据 率为64 kb/s。而ADPCM的输出是用4位表示的差 分信号，它的采样率仍然是8 kHz，它的数据率为 32 kb/s，这样就获得了2∶1的数据压缩。
基于DSP技术的数字语音压缩技术研究（可编辑）
基于DSP技术的数字语音压缩技术研究华中科技大学硕士学位论文基于DSP技术的数字语音压缩技术研究姓名:展华益申请学位级别:硕士专业:物理电子学指导教师:曹丹华;吴裕斌2002.4.28华中科技大学硕士学位论文摘要、随着多媒体技术的飞速发展,语音压缩技术已经越来越受到了人们的重视。
近几十年来,各种各样的语音压缩方案被人们提出并已经应用于实践,高质量、低码率语音压缩算法是语音压缩领域目前研究的热点;数字信号处理器是专门用于完成各种实时数字信息处理、具有特殊的硬件软件结构的微处理器。
将两项技术结合起来,即用实时实现高质量、低码率的语音压缩算法具有广阔的应用前景。
..是国际电信联盟.于年推出的高质量低码率的语音压缩标准,通常. 都是在一些高性能和高成本的芯片,如公司的系列和公司的系列上实现的,而本设计首次在公司低成本的的平台上实现了..,这种语音压缩解决方案可以使得系统的硬件成本降到最低,。
在详细透彻地掌握了..语音压缩标准的原理和的软件硬件特点的基础上,成功地实现了的实时语音压缩解压。
研究过程中首先根据本课题要求的特殊性,对..标准进行了改进,并将浮点算法改成了定点算法;然后在机上利用标准语言对改进后的算法进行了仿真,并给出了仿真实验结果,为研究基于平台的压缩算法提供可行性依据;最后将算法移植到上,采用汇编语言实现了..全部算法模块。
对基于的..改进型语音压缩解压算法进行了严格的测试。
测试结果表明:本算法具有较好的重建语音质量,经过人耳的主观听觉测试分在.分以上,具有较高的保真度,达到了通信质量;本编码算法复杂度.,解码算法复杂度.,完全可以在速度为的上实时实现。
该语音压缩模块可以广泛地应用在数字语音记录、语音信箱、电话会议、数字广播等各个方面。
\,、,关键词:语音压缩,数字信号处理器、码本激励线性预测、定点. \/华中科技大学硕士学位论文.,.,:;.......,...,........;;, . ...:,. ..; ... ?..., ,,.: ,?华中科技大学硕士学位论文绪论.课题的意义及研究内容在当今信息化的社会,做为多媒体两大要素之一的数字语音技术,已经越来越受到了人们的重视。
基于DSP的音频信号压缩通信系统的设计与实现
文章编号= 1009 -2552 (2016)08 -0200-04 DOI：10. 13274/j. cnki. hdzj. 2016. 08. 050基于D S P的音频信号压缩通信系统的设计与实现冯金金，吴游(江苏科技大学电子信息学院，江苏镇江212003)摘要：针对数据采集系统中语音传输受传输距离、成本等方面限制的问题，设计了一种低成 本的语音信号压缩实时通信系统。
采用模块化的方法进行硬件设计，通过将精简的T C P/I P协议 移植到以太网控制芯片中来实现局域网通信，在D S P上优化实现了 G.723. 1语音编码算法，编码后的语音数据通过s o c k e t传送到P C端，P C端接收解码并实时播放。
实验结果表明在语音质 量略有退化的情况下，算法复杂度降低了，系统实现了语音信号远距离的实时传输。
关键词：D S P;语音编解码；局域网通信中图分类号：T N912; T P393 文献标识码：AD e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o n o f c o m m u n i c a t i o n s y s t e m o f a u d i os i g n a l c o m p r e s s i o n b a s e d o n t h e D S PF E NG J i n-j i n，W U Y o u(School of Electronics and Information，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang 212003，China) Abstract ：To the pro blem that audio transm ission is restricted by transm ission d is ta n c e，c o s t，e tc，in data a cq u is itio n system，th is paper designs speech signal com pression and re a l-tim e com m u nica tion system at a low cost.B y using b lo c k in g means in d e s ig n，tra n sp la n tin g the s im p lifie d T C P/IP pro to col to the E the rnet co n tro l c h ip to realize lo c a l area netw ork c o m m u n ic a tio n，and O ptim iza tio n and im p le m e n ta tio n of G.723. 1speech cod in g alg o rith m on D S P,data is de live re d to the PC by a socket after the c o d e，then a fte r PC re c e iv in g，it im plem ents decoding and re a l-tim e video p la y in g.T he resu lt shows that the im proved alg o rith m can reduce co m p utatio na l co m p le xity in the case of voice q u a lity degradations lig h tly，and the system im p lem e nts the re a l-tim e transm ission of speech signal in a long d ista n ce. Key words：D S P;speech coder and d e c o d e r；lo ca l area netw ork com m u nica tion信息疼术2016年第8期0引言语言是人类最基本也是最重要的沟通方式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要随着通信、计算机网络等技术的飞速发展,语音压缩编码技术得到了快速发展和广泛应用。
尤其是最近20年，语音压缩编码技术在移动通信、卫星通信、多媒体技术以及IP电话通信中得到普遍应用，起着举足轻重的作用。
人们相互交流的信息量也在不断地急剧增加，庞大的语音信号数据给存储和传输带来了巨大的的压力，使得信道资源变得愈加宝贵。
因此，语音压缩和语音编码技术显得越来越重要。
本课题是基于DSP的G.711语音压缩算法设计与实现，通过DSP将采集到的语音信号进行G.711压缩算法的处理。
最后通过外设输出压缩后的语音信号。
最终实现语音信号的采集、压缩与回放。
本论文根据系统的功能需求，完成了该系统的算法研究，软硬件的设计。
设计出了A律编解码的软件流程框图，在以TMS320VC5502为处理器的硬件开发平台上实现了语音信号的A律压缩解压算法，并给出了压缩程序流程图。
With the communications, computer networks of rapid development, voice compression coding technology has been rapid of development and wide of application. Especially in the last 20 years, speech coding technology was widely application in the mobile communications, satellite communications, multimedia and IP telephony technology, it plays a pivotal role. People mutually exchanging information is increasing dramatically, huge voice signal data to the storage and transmission brought huge pressure, it makes channel resources become more and more valuable. Therefore, speech compress and speech coding technology is becoming more and more important.This topic is based on the DSP of G.711 voice compression algorithm design and implementation. The collected voice signal use G.711 compression algorithm to treat by DSP. The speech signal after compression is output by external equipments finally. It has realized the speech signal collection、compression and playback finally. According to the system's functional requirements, this papers complete hardware and software design of the system. A law designed a flow chart of the software codec in order to TMS320VC5502 processor hardware development platform for the realization of the speech signal on the A-law compression decompression algorithms, And give the compression process flow diagram.摘要 1Abstract 2引言 31绪论 11.1课题的背景 11.2课题的意义 21.3语音压缩编解码概述 42语音压缩的理论依据与算法 52.1语音压缩的理论依据 52.2语音信号产生的数字模型 62.3语音压缩的算法82.3.1 G.711语音编码标准82.3.2 PCM编码82.3.3 A律压扩标准93系统的硬件设计 123.1电源电路133.2复位电路143.3 时钟电路 153.4 JTAG电路 153.5语音采集电路173.6 SDRAM电路183.7 FLASH扩展电路194系统的软件设计 224.1总体程序设计224.2语音编解码程序设计234.3程序的调试24结论25参考文献26附录A硬件电路图27附录B源程序清单28致谢43引言语音是人类相互进行交流时使用最多、最自然、最基本也是最重要的信息载体。
语音的产生是一个复杂的过程，包括心理和生理等方面的一系列动作。
由于其特殊的作用，人们历来十分重视对语音信号和语音通信的研究。
近十几年来语音技术在人们实际需要的推动下快速的发展起来，语音技术是一个跨学科、涉及面广的综合学科，包括声学、语音学、生理学、心理学、数字信号处理、信息工程、通信理论、电子科学、模式识别、人工智能等众多学科，而且许多对语音数字信号处理有促进作用的学科如神经网路、小波理论、遗传算法、进化算法、模糊理论、混沌理论等也在蓬勃发展。
随着当今世界数字技术的飞速发展，数字业务量的急剧增长，如何在提供高质量语音的基础上用最低的码率来传送和储存数字语音信号，以增加现有信道的带宽利用率、安全性以及降低成本等已越来越受到人们的重视。
在高度信息化的今天，语音处理的一系列技术及应用已经成为信息社会不可或缺的重要组成部分。
目前的语音压缩专用芯片价格较高，并且采用语音压缩专用芯片的设备在信号处理的灵活性，功能扩展等方面受到很大的限制，很难加入一些新的功能或者算法。
而使用DSP 来自主开发实现语音压缩算法却可以使这一成本大大降低，同时可以方便地实现算法的更新，从而能够在不更换硬件的情况下实现功能的升级。
再者，随着信息技术的发展，信道资源显得更加宝贵，为了在有限的信道内进行更多的信息传输，必须对语音信号进行压缩。
因此，本论文研究的课题就是基于DSP的G.711语音压缩算法的设计与实现。
1绪论1.1课题的背景1876 年电话的发明可以认为是现代语音压缩编码、传输等的开端，在本世纪得到迅速普及应用，至今已有百余年的历史。
随着科学技术的进步，语音信号的处理与发展已经历了三个主要阶段。
第一阶段：20 世纪30 年代以前，语音信号的处理与传输均是以模拟的形式进行，1937 年A.H.Reeves 提出了脉冲编码调制(PCM)理论，开创了语音数字化通信的历程。
数字化语音在传输与存储可靠性、抗干扰、速交换、易保密等各方面都远胜于模拟语音。
PCM 标准是电话设备中第一种被采用的技术，它是一种波形编码方法，是将时间域信号直接变换为数字代码，力图使重建语音波形保持原语音信号的波形形状。
第二阶段：1939 年，美国人Dudley 研制成功第一个声码器，从此奠定了语音产生模型的基础，这一工作在语音信号处理领域具有划时代的意义。
从此，语音处理开始了参数编码的研究。
它通过对语音信号进行分析，提取参数来对参数进行编码，在接收端能够用解码后的参数重构语音信号。
参数编码主要是从听觉感知的角度注重语音的重现，即让解码语音听起来与输入语音是相同，而不是保证其波形相同。
这种编码方式一般对码率的要求要比波形编码低很多，但只能达到合成语音的质量，即使码率提高到与波形编码相当时，语音质量也不如波形编码。
应用广泛的线性预测LPC(Linear Predictive Coding)声码器是典型的语音参数编码器。
最新的参数编码器有正弦变换编码器、波形内插编码器等[1]。
第三阶段：20 世纪70 年代中期，特别是20 世纪80 年代以来，语音编码技术有了突破性的进展，一些非常有效的处理办法被提出，产生了新一代的参数编码算法，也就是混合编码。
混合编码克服了参数编码激励形式过于简单的缺点，成功地将波形编码和参数编码两者的优点结合起来，在4kbps到l6kbps 的数码率上能够得到高质量的合成语音。
既利用了语音产生模型，通过对模型参数进行编码，减少被编码对象的动态范围和数据量，又使编码过程产生接近原始语音波形的合成语音，以保留说话人的各种自然特征，提高了语音质量。
得到最广泛研究的混合编码算法是基于线性预测技术的分析合成编码方法LPABS(Linear Prediction Analysis-By Synthesis)。
从最初的64kbps 的标准PCM 波形编码器到现在4kbps 以下的参量编码的声码器，语音压缩编码在几十年里得到迅速发展。
进入90 年代以来，在无线电话方面GSM 又逐步替代传统的模拟无线电话系统。
近年来，随着Internet网的迅速发展，网络通信由单纯的数据信息向多媒体方向发展，移动通信也正向第三代移动通信方向发展，高效优质语音编码成为这些新颖通信系统的基本也是关键的技术之一。
在中国，语音和语言处理技术的研发略晚于国外。
中国科学院声学研究所的俞铁城教授应该说是中国最早涉足这一领域的人之一，他于1977 年在《物理学报》发表了全国第一篇关于语音识别的论文。
清华大学语音技术中心紧随其后，语音界老前辈方棣棠教授、吴文虎教授于1979 年创立语音技术中心(原名语音实验室)，现已有28 年的历史。
随后，全国各地从事这方面研究的机构越来越多，比较著名的有清华大学电子工程系、中国科学院自动化研究所、中国科技大学、中国社会科学院语言研究所(在语音学研究方面，吴宗济先生的起步更早)、北京大学、哈尔滨工业大学等等。
在这些顶尖学术机构的带动下，中国的语音和语言处理技术得到很大发展，并逐步在国际上引起注意。
需要全部论文的加我QQ 2461557555还有该论文的开题报告、任务书、论文、软件程序、Protel原理图、外文文献等。