G.729A语音编解码算法的优化.pdf

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1、计算机应用《自动化技术与应用2010年第29卷第1期ComputerApplicationsG．729A语音编解码算法的优化仲伟峰，段双军(哈尔滨理工大学，黑龙江哈尔滨150080)摘要：本文主要是对G．729A语音编解码算法和定点数字信号处理芯片TMS320C55x的研究，提出了简化算法和优化代码的方案。结果表明，得到了预期的8Kb／s的低码速率、较低的算法延时和极高的语音音质。关键词：G．729A算法；语音编码；算法优化；数字信号处理器中图分类号：TP334．24文献标识码：A文章编号：1003—7241(2010)0

2、10023—04TheOptimizationofG．729ASpeechCodingAlgorithmZHONGWei-feng，DUANShuang-jun(HarbinUniversityofScienceandTechnology,Harbin150080China)Abstract：ThisarticleisthestudyofG．729Avoicecodecalgorithmsandfixed—pointTMS320C55xdigitalsignalprocessingchip．Itputsforwardthe

3、projectforsimplifyingthealgorithmandoptimizetheprogramcode．Theresultsshowthattheexpected8Kb／Slow：bitrate，loweralgorithmdelayandtoll—qualityspeechisobtained．Keywords：G．729Aalgorithm；speechcoding；algorithmoptimization；digitalsignalprocessor1引言行处理，每帧的长度是10rns。由于另外需要5

4、ms的下一语音通信是现代多媒体通信中的一个重要的组成帧信号进行前视线性预测编码，所以算法的延时为l5ms[21部分，语音压缩又是实现低速率语音通信的关键技术。。编码器的原理框图如图1所示。首先对输入信号进国际电信联盟(ITU)于1996年提出了一种共轭结构代数行预处理，接着对每帧进行线性预测(LP)分析以获得线码激励线性预N(cs—ACELP)的语音编码算法一G．729。性预测系数(LPC)，线性预测系数转换成线谱对(LSP)后该算法在8kbits码率下具有较好的语音编码质量，而且经两级矢量量化，并在余弦域上对线谱对系数进

5、行内延时较短，因此在IP电话、移动通信、多媒体网络通信插。激励信号的选择依据是在分析合成的搜索过程中，以及各种手持设备中具有广泛应用。G．729A是在G．使实际语音与合成语音之间经感觉加权后的误差能量729基础上进行了一部分简化，使得编码的复杂度降低，最小，感觉加权滤波器的系数由线性预测滤波器获得。对硬件的要求更低，而编码质量并没有明显降低【1l。本每帧又分为两个5ms的子帧，每个子帧需要独立的激励文先简要地介绍了G．729A算法和C55xDSP的功能特参数(包括自适应和固定码本参数)。为减少自适应码本点，然后具体介绍了G

6、．729A在C55xDSP上的实现，并搜索的复杂度，需要先估计一帧感知加权语音信号的开在C代码级和汇编级对算法作了优化，最后在DSP上实环基音周期，之后对每个子帧分别进行闭环基音分析，时的实现此算法。在开环基音附近搜索寻找自适应码本的基因延迟和增益【引。然后进行固定码本搜索，固定码本是代数结构的，2G．729A语音编解码算法这减少了搜索的复杂度，G．729A中还使用了深度树优G。729A语音编码器的输入是采样率为8kHz的16先的搜索方法，使搜索的复杂度进一步降低，这也是G．位精度的线性PCM码，G．729编码器对语音信号

7、按帧进729A算法复杂度降低的主要原因之一。固定码本搜索完毕后，对固定码本的符号和位置进行编码，并对量化后的自适应码本和代数码本的增益进行编码。最后，更收稿日期：2009—09—27自动化技术与应用》2010年第29卷第1期计算机应用ComputerApplications新滤波器状态【41。所以实验中选用的是16位定点的C代码。在实现过程中我们采用的方法步骤是：首先移植C代码到C55X平台，然后在C代码级和汇编级进行代码的优化工作[引。国际电信联盟提供的G．729A的C代码是在通用处理器开发的，然而通用处理器一般是32位

8、的，而且没有DSP处理器中的一些专用指令，如乘加指令，该指令可以在一个周期内完成一次乘法和加法的运算。为了能在通用处理器上进行类似DSP的编程，国际电信联盟提供的l6位定点的C代码中包含了一个BASIC．C的文件，图1G．729A语音编码器原理图该文件中的函数模拟实现了绝大部分的16位DSP处理相对于编