基于davinci平台g.723.1语音编码算法优化与实现new

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1、http://www.paper.edu.cn1基于Davinci平台G.723.1语音编码算法优化与实现艾彦迪，徐成，秦云川，谷吉芳湖南大学计算机与通信学院,长沙（410082）E-mail：superayd@126.com摘要：本文提出了G.723.1语音编码算法在Davinci平台上实现方法，并根据Dacinci平台结构特点对其进行C语言级和汇编级的优化，同时对G.723.1语音编码算法中ACELP算法进行了改进，提出了一种新的码本搜索算法－First-ForecastACELP算法，使得优化

2、后的G.723.1算法的计算复杂度降低。提出了最新推出的TMS320C64X的优化策略，从工程和系统的角度总结出一套既能满足实时性又能保证开发时效性的实用的优化编程方法。关键字：G.723.1;Davinci;DSP;优化中图分类号：TN912.31.引言随着多媒体和通信技术的发展，信息传输中频带利用率越来越高，在有限的频带内尽可能多传输信息成为当今主要研究的问题。在这样的背景下，语音作为多媒体多媒体信息中主要的信息数据，其压缩编码技术应用越来越广泛，语音压缩不仅在算法上要有较好的合成质量，还要有较

3、低的编码速率，并且算法的复杂度也要适合当今DSP芯片的计算能力。为了适应这种需要，ITU-T在1995年提出了基于代数码本激励（ACELP）算法和多脉冲最大似然量化（MP－MLQ）技术的G.723.1语音编解码器。本文首先介绍了Davinci平台结构特点和G.723.1算法，然后对该算法在C语音级和汇编级进行了优化，同时为了使更大程度的降低该算法的计算复杂度，对G.723.1算法中的ACELP算法进行了改进，提出了First-ForecastACELP算法，最后给出了优化后的性能参数及实验数据。2.

4、Davinci平台结构简介及特点Davinci数字媒体技术平台TMS320DM64X采用ARM+DSP双核架构，采用了TI公司最新推出的C64X+DSP内核，其包含可扩展，可编程DSP的SoC，以满足各种对数字媒体技术开发的需求。C64x包含两个乘法单元（M）、六个32-bit的算术单元、40-bit的ALU和40-bit的桶型移位器。C64x的M单元每个时钟周期执行两个16-bit的乘法，而C62x则只能执行一个乘法。此外，C64x的每个M单元可以在每个周期内作四个8-bit的乘法。M单元的位计数

5、和旋转硬件，可以支持bit水平的算法。C64x的其他单元各有其强大的功能。例如，逻辑单元（L）可以作byte移位和四个8-bit的绝对值减法。该绝对值差指令对于运动估计算法是很有好处的。M单元和S单元都具有双向可变bit的移位功能。C64x除S单元和L单元外，D单元也可以执行32-bit的逻辑指令。L单元和D单元可以装入5-bit的常数，而S单元可以装入16-bit的常数。C64X处理器有两个可以进行数据处理的流水线，每条流水线有4个功能单元（L，S，M和D）和一个包括16个32位寄存器的寄存器组。

6、功能单元分别执行逻辑，位移，乘法，1本课题得到江苏省计算机信息处理技术重点实验室基金（基于图象内容过滤的短消息信息设计研究ZK206007）资助。-1-http://www.paper.edu.cn加法和数据寻址功能，除取指令和存指令外的所有指令均对寄存器产生影响。两个数据寻址单元（D1和D2）专门负责寄存器组与存储器之间的数据传递。每个数据通路的4个功能单元有单一数据总线连接到处理器另一侧的寄存器上，以便两侧的寄存器组可以交换数据。片内程序存储器总线宽度位256bits，使每个周期可取8条32位指

7、令。3.ITU-TG.723语音编解码算法其原理是对于数字信号，每个信号采样点可以用前面若干个样点的信号值进行加权线性组合来预测，当权值选择适当时预测误差较小，如果在发送端和接受端拥有同样的线性预测器，则只需要从信道传输预测误差信号，而预测误差信号的方差比原信号的方差要小得多，因此可以用较低的信息速率实现压缩编码传输。该编解码器采用了多种技术，如基于线性预测的分析合成法，感觉加权，谐波噪声成形，矢量量化等实现了高效压缩和高质量音质，但都是以计算复杂度和存储量都增大为代价的。ITU-TG.723.1编

8、码器根据线性预测-合成编码[1]的原理进行压缩编码，并采用了感知加权滤波器改变误差信号的频谱分布规律。将输入的语音信号的每一个语音帧（240个采样点）划分为4个子帧进行处理，每个子帧包含60个采样点，对每个子帧进行10阶LPC分析，将最后一个子帧的LPC参数转换成线谱对参数后，用预测分裂矢量量化进行信号处理。用未量化的LPC参数形成一个感知加权滤波器，对信号进行加权，得到加权后的语音信号，每两个子帧搜索一个开环基音，该值在18到145点之间。根据搜索的开环基音，对每个