2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、基于基于DSPDSP芯片的芯片的MELPMELP聲碼器的算法實現(xiàn)聲碼器的算法實現(xiàn)摘要摘要:論文對MELP編解碼算法的原理進行了簡要分析,討論了如何在定點DSP芯片TMS320VC5416上實現(xiàn)該算法,并研究了其關(guān)鍵技術(shù),最后對測試結(jié)果進行了分析。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:MELP;語音編碼;定點DSP芯片TMS320VC54161引言引言1996年3月,美國政府數(shù)字語音處理協(xié)會(DDVPC)選擇了2.4kbps混合激勵線性預(yù)測(MELP)語音編碼器

2、作為窄帶保密語音編碼的產(chǎn)品以及各種應(yīng)用的新標準由于MELP具有良好的音質(zhì)、極低的碼率,以及良好的抗誤碼特性,可以應(yīng)用在IPPHONE、移動通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域,尤其在需要大量存儲話音的場合和保密通信等方面,具有很好的發(fā)展前景。編碼算法有硬件實現(xiàn)和軟件實現(xiàn)兩種方式,軟件實現(xiàn)靈活性強,但處理速度較慢,一般不能滿足實時處理的要求。硬件實現(xiàn)分為專用法和通用法兩種。通用法是基于通用數(shù)字信號處理器芯片實現(xiàn)編碼算法的,它具有體積小、功耗低、運算速度快

3、等優(yōu)點,其靈活性主要表現(xiàn)在軟件易于更改以及對各種算法的處理和復雜算法的實現(xiàn)上,非常適用于語音信號、視頻信號等壓縮處理。MELP算法復雜度較高,因此實時實現(xiàn)必須借助于高性能的數(shù)字信號處理芯片。目前國內(nèi)還沒有用于研究聲碼器算法的專用芯片。因此,從功耗和性能多方面考慮,本文采用通用法實現(xiàn)MELP聲碼器算法,選擇TI公司的TMS320VC5416DSP芯片作為主處理器,完成聲碼器的主要功能。2MELPMELP編解碼算法編解碼算法2.12.1編碼

4、部分編碼部分編碼器基于線性預(yù)測分析合成技術(shù),采樣率為8kHz,以180采樣值(22.5ms)為一幀進行編碼,總體框圖見圖1。輸入的原始語音信號經(jīng)過隔直濾波(即高通濾波),得到目標信號S(n)。再對目標信號作以下處理:①低通濾波后用歸一化互相關(guān)法進行基音粗估,然后根據(jù)[0Hz,500Hz]子帶信號圍繞粗估基音估算分數(shù)基音;②帶通分析,在5個子帶計算話音強度,以決定各子帶的清濁音判決,其中[0Hz500Hz]子帶強度用于確定非周期標志位;③

5、計算LPC和尖峰值,用L-D算法提取10個LP系數(shù),然后乘以帶寬擴展系數(shù),使用得到的系數(shù)計算殘差信號,對殘差信號的160個抽樣計算尖峰值;④使用截止頻率為1kHz的6階巴特沃茲濾波器低通濾波殘差信號,結(jié)合上一子幀的基音和當前子幀的分數(shù)基因,搜索出最終基音周期;⑤使用一個基音自適應(yīng)窗采用一幀兩次的方法對增益進圖2MELP編碼器解碼原理圖合成混合激勵信號后,信號經(jīng)自適應(yīng)譜增強濾波器處理,以改善共振峰的形狀。隨后,激勵信號進行LPC合成得到合

6、成語音。LPC合成用了一個直接形式的濾波器,其系數(shù)由插值后的LSP參數(shù)得到,合成的語音信號經(jīng)增益調(diào)整和脈沖散布濾波后輸出??傮w框圖見上圖2。3TMS320VC5416TMS320VC5416簡介簡介TMS320VC5416的總體系結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。其內(nèi)部的高性能CPU擁有算術(shù)邏輯單元ALU、2個40位累加器ACCA和ACCB、40位桶行移位寄存器、乘累加單元以及尋址單元,算術(shù)邏輯單元包括1個40位的ALU,1個比較、選擇和存儲單元(CS

7、SU)和1個指數(shù)編碼器,具有高度的并行性。本文采用的TMS320VC5416芯片最大可尋址能力為192K字(包括64K字的程序空間、64K字的數(shù)據(jù)空間和64K字的IO空間),擴展尋址模式下有256K字~8M字的擴展地址空間,并擁有一套高效靈活的指令集。其指令周期為6.25ns,執(zhí)行速度最高可以達到160MIPS,完全可以滿足實時處理的要求。圖4TMS320VC5416總體系結(jié)構(gòu)圖4軟件設(shè)計及其關(guān)鍵問題軟件設(shè)計及其關(guān)鍵問題軟件設(shè)計包括編碼

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