语音压缩存储与回放实验报告

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1、DSP课程设计实验报告语音的压缩、存储与回放24目录一、设计任务书…………………………………………………………3二、设计内容……………………………………………………………3三、设计方案、算法原理说明…………………………………………3四、程序设计、调试与结果分析………………………………………11五、设计（安装）与调试的体会………………………………………26六、参考文献……………………………………………………………2324语音的压缩、存储与回放一、设计任务书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，而且在通信领域中已经有

2、较成熟的发展和广泛应用。本设计要求采用DSP及其A/D、D/A转换器进行语音信号的压缩、存储和回放。二、设计内容1．实验目的（1）编写C语言程序，学会在CCS集成开发环境下进行编辑、编译、链接、调试和数据分析等工作。（2）利用DSK的集成环境，完成语音的采集，存储和回放，实现设计所要求的各项功能。（3）学习PCM编码技术的基本原理及语音的A律和u律压缩与解压2.设计要求及目标基本部分：（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

3、存储器中，存储时间不小于10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。发挥部分：使用多种算法进行语音的压缩、存储和解压缩，比较它们之间的优缺点。3.设计思路语音信号的幅度（发音强度）并非均匀分布，由于小信号占的比例比大信号大很多，因此可以进行非均匀量化。达到这一目标的基本做法是，对大信号使用大的量化间隔，而小信号则使用小的台阶。ITU-TG.711建议的PCMA律和µ律语音压缩标准可以分别将13比特和14比特压缩为8比特，达到语音压缩的目的。三、设计方案、算法原理说明1.设计方案本次实验采用DS

4、PC5402实验板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。信号的接收和输出采用DMA方式，DMA是C540024DSP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。语音信号模数、数模转换采用AD50，是单片音频接口芯片（AIC）。它内部集成了16位的D/A和A/D转换器

5、，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。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。在算法上，我们使用A律编码。语音信号的幅度并非均匀分布，由于小信号占的比例比大信号大得多，因此可以进行非均匀量化。达到这一目标的基本做法是，对大信号是用大的量化间隔，而小信号则是用小的量化间隔。ITU-TG.711建议的PCMA律A律语音压缩标准可以分别将13位和14位的线性语音压缩编码压缩为8位，达到语音压缩的目的。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16位线性编码，再由编码表通过软件

6、计算得到8位A律编码。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，待采样达到一定次数后，将缓存区内的数据进行解压缩，然后输出到SPEAKER接口输出端。2.算法原理说明1.语音编码.(1)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)均匀量化、非均匀量化脉冲编码调制用同等的量

7、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。如果采用相等的量化间隔对采样得到的信号作量化，那么这种量化称为均匀量化。均匀量化就是采用相同的“等分尺”来度量采样得到的幅度，也称为线性量化。均匀量化PCM就是直接对声音信号作A/D转换，在处理过程中没有利用声音信号的任何特性，也没有进行压缩。该方法将输入的声音信号的振幅范围分成个等份（B为量化位数），所以落入同一等份数的采样值都编码成相同的B位二进制码。只要采样频率足够大