低码率语音编译码器的定点优化设计和实现

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要低码率语音编译码器的定点优化设计和实现摘要通信技术飞速发展，网络语音也早已进入实时传输的时代，各个平台对于语音的传输和存储都有了各自不同的要求。而语音编码技术则是应对这一要求的产物。LPC-10e算法具有2.4k的传输速率，由于其较低的算法复杂度使得其需要的带宽及资源相对较小，在各领域都有广泛的应用。本文着重讨论了LPC-10e优化算法以及在MCU定点化实现过程中的关键技术和解决的方法。在定点化中采用了Q16定标，对数指数查表以及对除法运算过程中除数进行大量测试后用小表进行加

2、速优化等方法，在确保精度变化不大的前提下最大化运行速度。在移植到MCU后运用汇编嵌入以及调用MCU的乘加器等方法，再次大幅提升了乘法和解码中的滤波器运算的速度，达到了良好的效果。对定点化后语音中LPC-10e本身存在的金属音进行了详细分析并做出了有效改进，在最终结果测试中引入了PESQ语音评价系统对本文各阶段的编码后语音进行比较。实验结果表明了实现后的语音质量与原来的浮点实现相比，语音质量仍可基本保持原来的水平。关键词：低码率，LPC-10e，定点化I上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTImprov

3、ementandrealizationoflowratespeechcodecbasedonfixed-pointalgorithmAbstractWiththedevelopmentofcommunicationtechnology,thespeechtransmittechnologybasedonInternethavealreadyenterinarealtimeera.Differentplatformhavedifferentrequirementforthespeechtransmissi

4、on.Speechcodingisthewaytomeettheserequirements.LPC10-eisaspeechCODECintherateof2.4kbps,whichrealizesrelativelygoodqualityofvoicewithaloweralgorithmcomplexityandthuscanbefittolowbandnetwork.ThisCODEChaveawideimplicationarea.InordertorealizeittoaMCUwhichha

5、slimitedresources,wemustsolvethefixed-pointalgorithmandrelatedtechnicalproblems.Thekeytechniquesinfixed-pointalgorithmonMCUandtheimprovementofLPC-10eCODECarediscussedinthispaper.Whendoingfixed-pointtransplant,weuseQ16calibration,logandexptableandsmalltab

6、lefordivisionalgorithmafteralargeamountoftesttoimprovetheprocessionspeedwhilenothavingalotimpactontheaccuracyofthedata.Wealsoanalyzethementallikesoundsinfixed-pointLPC-10ealgorithmandmakeeffectiveimprovement.Whendoingthefinaltest,weintroduceII上海交通大学硕士学位论

7、文ABSTRACTPESQtocomparethespeechqualityafterdecodinginvariescondition.Theexperimentalresultsshowthatthequalityofvoiceafterdecodedbyfixed-pointalgorithmhasnomajordifferencecomparedwiththatdecodedbyfloating-pointalgorithm.Keywords:lowrate,fixed-point,LPC-10

8、eIII上海交通大学硕士学位论文中英文缩略语表中英文缩略语表LPC：LinearPredictionCoefficient线性预测数PESQ：Perceptualevaluationofspeechquality感知语音质量评估LSP：Linespectrumpair线形对参数MCU：Microcontrolunit微控制器单片机AMDF：AverageMagnitudeDifferenceFunction平均幅度差函数MPE-LPC：Mu