课程设计（论文）-语音编码芯片应用

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1、语音编码芯片应用语音编码芯片应用第1章　绪论１.１引言由于移动通信和网络技术的发展,语音编解码技术在社会生活中起着越来越大的作用,本文介绍了语音编解码的发展和主要的技术,并以CMX649芯片为中心设计了发送端可接收端都可以使用的编解码模块。１.２编码技术概述在移动通信中，传输最多的信息是语音信号。语音信号是模拟信号，语音的编解码就是将语音的模拟信号转换为二进制数字信号，到了接收端，再将收到的数字信号还原为模拟语音。所以，语音编码技术在数字移动通信中具有相当关键的作用。为什么要采用"编码技术"？因为即使是在数字通信中，通信质量比模拟通信时有了很大提高，但是仍是一个大问题,特别

2、是在移动通信中，由于信道环境等因素的影响，使得我们不得不通过其它方法来提高我们的传输质量，采用编码技术就是一种有效的方法。在数字信号中，我们已经将语音的模拟信号转换为二进制数字信号，用1和0来表示。在编码技术中，我们通过一些方式，把数码进行变换，得到另外一组适于传输的数码，或者用其他的一些数码对原来的数码进行监察，以保证其在传输过程中不被误判。这就是编码技术。在现在的移动通信中，更多时候我们传输的是语音信号。语音编码为信源编码。语音编码技术在其发展的几十年里，研究出多种方案，并且在不断地研究中日趋成熟，形成了各种实用技术，成为通信技术中的一个相当重要的学科。在各类通信网中得

3、到广泛的应用。从移动通信的要求看，因为分配给移动通信的频谱资源本来就很紧张，所以数字信道的带宽也不能再宽，这样才能有比较大的容量。高速的语音编码，语音质量高，但占用的带宽大，适用于宽带信道上。中速的编码，语音质量略低，占用的带宽也小一些。低速编码的语音质量较差，但占用的带宽较小，可用于对语音质量要求不高的窄带信道中。第2章　语音编解码技术的介绍２.１语音编码技术的类别语音编码方法归纳起来可以分成三大类：波形编码、参数编码、混合编码。2．1．1波形编码波形编码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。波形编码的基本原理是在时间轴上对模拟语音

4、按一定的速率抽样，然后将幅度样本分层量化，并用代码表示。解码是其反过程，将收到的数字序列经过解码和滤波恢复成模拟信号。2．1．2参数编码25语音编码芯片应用与波形编码不同，参数编码又称为声源编码，是将信源信号在频率域或其它正交变换域提取特征参数，并将其变换成数字代码进行传输。解码为其反过程，将收到的数字序列经变换恢复特征参数，再根据特征参量重建语音信号。2．1．3混合编码混合编码是将波形编码和参数编码组合起来，克服了原有波形编码和参数编码的弱点，结合各自的长处，力图保持波形编码的高质量和参数编码的低速率，在4-16Kbit/s速率上能够得到高质量的合成语音。２.２语音编码所

5、常用的基本技术语音数字化的技术基本可以分为两大类：第一类方法是在尽可能遵循波形的前提下，将模拟波形进行数字化编码；第二类方法是对模拟波形进行一定处理，但仅对语音和收听过程中能时候到的语音进行编码。其中语音编码的三种最常用的技术是脉冲编码调制（PCM）、差分PCM（DPCM）和增量调制（DM）。2．2．1脉冲编码调制（PCM）所谓脉冲编码调制，就是将模拟信号抽样量化，然后将已量化值变换成代码。脉冲幅度调制（PAM），使用离散抽样的时间以模拟抽样幅度来从不断变化的模拟信号中提取信息。脉冲编码调制是对PAM的扩展，这里每一个模拟抽样制备量化为代表某个数字编码的离散值。因此，PAM

6、系统通过在信源端加上模拟－数字信号转换器就能够转化成为PCM系统。典型的量化过程是其中量化间隔中心的单个离散值表示。在这种方式中，量化过程对信号抽样值引入了一定程度的误差或失真。这种误差，就是所谓的量化噪声，可以通过建立大量小量化间隔来最小化。当然，随着量化数目的增加，需要唯一识别量化间隔的比特数也增加了。2．2．2差分脉冲编码调制（DPCM）差分脉冲编码调制DPCM是利用样本与样本之间存在的信息冗余度来进行编码的一种数据压缩技术。差分脉冲编码调制的思想是，根据过去的样本去估算下一个样本信号的幅度大小，这个值称为预测值，然后对实际信号值与预测值之差进行量化编码，从而就减少了

7、表示每个样本信号的位数。它与脉冲编码调制(PCM)不同的是，PCM是直接对采样信号进行量化编码，而DPCM是对实际信号值与预测值之差进行量化编码，存储或者传送的是差值而不是幅度绝对值，这就降低了传送或存储的数据量。此外，它还能适应大范围变化的输入信号。图中，差分信号是离散输入信号和预测器输出的估算值之差。注意，是对的预测值，而不是过去样本的实际值。DPCM系统实际上就是对这个差值进行量化编码，用来补偿过去编码中产生的量化误差。DPCM系统是一个负反馈系统，采用这种结构可以避免量化误差的积累。重构信号是由逆量化器产生