dsp+语音压缩存储与回放

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1、A率语音压缩、存储与回放一、概述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，而且在通信领域中以及有较成熟的发展并且已经广泛应用。本次实验采用TI公司的TMS320C5402的DSK实验版实现语音信号的压缩存储与解压的。SEED-VC5402DSK实验板上集成了SRAM,FLASH,音频输入输出接口等部件。这些外设为我们提供了极大的方便。实验主要分为语音信号接收，压缩，存储，解压，增益和输出几部分。语音信号模数、数模转换采用TLC320AD50C（以下简称AD50），这是一款SIGMA-DEL

2、TA型单片音频接口芯片（AIC）。它内部集成了16位的D/A和A/D转换器，采样速率最高可达22.05kb/s，其采样速率可通过DSP编程来设置,内含抗混叠滤波器和重构滤波器。在DAC之前有一个插值滤波器以保证输出信号平滑和ADC之后有一个抽取滤波器以提高输入信号的信噪比。DSP主芯片通过McBSP多通道缓冲串行口与AD50连接，其主要特点如下：1.全双工通信。2.双缓冲发送、三缓冲接收寄存器，以实现连续数据流发送。3.支持多达128通道个的接收和发送。4.利用DMA，McBSP可脱离CPU控制，直接内存存取单独运行5.内置m律和A律硬件压缩和扩展。信号的接收

3、和输出采用DMA方式，DMA是C5400DSP系统中非常重要的片上外设，其控制器可以在不影响CPU的情况下完成数据的传输，因此数据传输速度快，其数据的源和目的可以是片内存储器片上外设和片外设备。C5402的DMA拥有6个独立的可编程通道，允许6个不同的DMA操作。另外DMA控制器还相应HPI的服务请求。二、实验目的1．通过本次试验的设计和操作，掌握在CCS的软件环境下进行编辑、编译链接、调试和数据分析等工作。2．学习采集及存储数据方法。3．充分利用DSK的集成环境，完成语音的采集，存储和回放。4．掌握PCM编码技术的基本原理及语音的A律压缩与解压。三、实验内容

4、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。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。3．存储器存满后，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。四、实验原理1.语音编码（1）概念：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

5、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。12（2）量化：脉冲编码调制用同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μ律，μ律是最常用的一种。在美国，7位μ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

6、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。2.当前压缩算法及压缩技术介绍(1).压缩算法的介绍用途抽样频率(kHz)压缩标准

7、或系统压缩技术码率(kbit/s)长途电话8G.711G.726G.728PCMADPCMLD-CELP6440/32/24/1616移动电话8GSMIS54/IS95G.729RPE/LTPVSELP/QSELPCS-ACELP13.216/8/4/2/18ISDN,会议电视1G.722SB-ADPCM64/56/48VCD32/48ISO/IEC10149MPEG1192/128/96(2).压缩技术的介绍压缩技术a.波形编码：直接对语音时域或频域波形样值进行编码。PCM，ADPCM，SBC，ATCb.参数编码：对人类语音的生成模型的参数进行编码。c.混合

8、编码：结合波形编码和参数编码。MPLP