dsp课程设计---语音的压缩、存储和回放

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1、DSP课程设计实验报告语音压缩、存储和回放计院（系）：电子信息工程学院设计人员：吴迪班级：通信0806学号：08211153指导教师：杨恒22目录一、设计任务书……………………………………………………………3二、设计内容………………………………………………………………3三、算法原理说明……………………………………………………..…3四、设计方案……………………………………………………………8五、程序设计、调试与结果分析………………………………………11六、设计（安装）与调试的体会…………………………………………22七、参考文献……………

2、…………………………………………………2222语音的压缩、存储与回放一、实验目的1、应用DSP算法实现对语音信号的压缩、存储和回放。2、熟悉使用C语言编写较复杂的程序；3、熟悉C语言对外设（DSK板或示波器）的访问（软件编程、硬件连接）；4、熟练使用软件CCS5000对程序的完整调试过程。二、实验设计要求及目标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

3、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。三、实验原理1、语音编码语音编码一般分为两类：一类是波形编码，一类是被称为“声码器技术”的编码。PCM编码即脉冲编码调制。波形编码的最简单形式就是脉冲编码调制（Pulsecodemodulation），这种方式将语音变换成与其幅度成正比的二进制序列，而二进制数值往往采用脉冲表示，并用脉冲对采样幅度进行编码，所以叫做脉冲编码调制。脉冲编码调制没有考虑语音的性质，所以信号没有得到压缩。2、量化：脉冲编码调制用同

4、等的量化级数进行量化，即采用均匀量化，而均匀量化是基本的量化方式。但是均匀量化有缺点，在信号动态范围较大而方差较小的时候，其信噪比会下降。国际上有两种非均匀量化的方法：A律和u律，u律是最常用的一种。在美国，7位u律是长途电话质量的标准。而我国采用的是A律压缩，而且有标准的A律PCM编码芯片。3、DPCM&ADPCM：降低传输比特率的方法之一是减少编码的信息量，这要消除语音信号中的冗余度。相邻的语音样本之间存在明显的相关性，因此对相邻样本间的差信号进行编码，便可使信息量得到压缩。因为差分信号比原语音信号的动态范围和平均能量都小。这种编码

5、叫DifferentialPCM,简称DPCM，即差分脉冲编码调制。ADPCM即自适应差分脉冲编码调制，是包括短时预测的编码系统。CCITT（国际电报电话咨询委员会）在1984年提出的32kbit/s的编码器建议就是采用ADPCM作为长途传输中的国际通用语音编码方案。这种ADPCM编码方案达到64kbit/sPCM的语音传输质量，并具有很好的抗误码性能。4、A律压缩本实验中采用了A律压缩。22语音信号通常是小信号概率大，大信号出现的概率小，为提高小信号时的量化信躁比，压缩比特速率，可为非线性量化。语音压缩是把16位的数据比特转化为8位数

6、据比特，从而到达语音压缩的目的。在主程序中通过A/D抽样量化，可以得到16位的线性编码，再由编码表通过软件计算得到8位A律编码，其中最高位为符号位，第6位到第4位为段落码，低4位为段内码。将8位的压缩结果存储到系统RAM中进行缓存，根据抽样率、语音存储时间以及系统RAM的容量设置语音存储缓冲区的大小，待缓冲区存满后，将缓冲区内的数据进行解压缩，然后输出到SPEAKER接口输出端。若使用A/D转换器，必须首先对A/D转换器进行初始化设置，即设置A/D转换器的工作模式、输入增益以及抽样频率等。A律的压缩可以按照下列公式进行定义：其中：A是压

7、缩参数（在欧洲，A=87.6）x是需要压缩的归一化整数。A律压缩示意图如下：从线性到A律的压缩转换如下表所示：其中，压缩后的码字组成：比特0-3表矢量化值，比特4-6表示段值，压缩后的码字符号放在比特7，为了简化未写出。压缩前的码字丢弃的比特数压缩后的码字输入值段值，量化值比特：11109876543210比特：65432100000000abcdx1000abcd0000001abcdx1001abcd000001abcdxx2010abcd00001abcdxxx3011abcd0001abcdxxxx5100abcd001abcd

8、xxxxx6101abcd01abcdxxxxxx7110abcd1abcdxxxxxxx8111abcd5、μ律压缩22μ律压缩的特点是：其中：y为归一化的压缩输出电压，即y=压缩器输出电压/压缩器可能输