<meter id="pryje"><nav id="pryje"><delect id="pryje"></delect></nav></meter>
          <label id="pryje"></label>

          新聞中心

          EEPW首頁(yè) > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > G.723.1編譯碼算法的DSP實(shí)現(xiàn)

          G.723.1編譯碼算法的DSP實(shí)現(xiàn)

          作者: 時(shí)間:2011-07-05 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          【摘 要】 介紹了ITU-TG.723.1標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音碼器的及其在A-2181芯片上的 。軟硬件結(jié)合了語(yǔ)音信號(hào)的采樣和實(shí)時(shí)碼,完全符合ITU-TG.723.1標(biāo)準(zhǔn)的定點(diǎn),通過(guò)了ITU-T的所有測(cè)試向量。
          關(guān)鍵詞:語(yǔ)音碼,,ITU┐TG.723.1

          1 引 言
            當(dāng)前,Voice over IP(VoIP)技術(shù)正在不斷普及,其中使用的低碼率語(yǔ)音壓縮標(biāo)準(zhǔn)主要有G.723 .1和G.729兩種。隨著VoIP技術(shù)的不斷發(fā)展,要求產(chǎn)品的集成度與性能進(jìn)一步提高,利用新一代高性能芯片,單片DSP處理多路語(yǔ)音信號(hào),是今后的發(fā)展趨勢(shì)。
            G.723.1標(biāo)準(zhǔn)是ITU組織于1996年推出的一種低碼率編碼。主要用于對(duì)語(yǔ)音及其它多媒體聲音信號(hào)的壓縮,如可視電話系統(tǒng)、數(shù)字傳輸系統(tǒng)和高質(zhì)語(yǔ)音壓縮系統(tǒng)等。G.723.1標(biāo)準(zhǔn)可在6.3kbps和5.3kbps兩種碼率下工作。其中,高碼率算法具有較高的重建語(yǔ)音質(zhì)量,而低碼率算法的計(jì)算復(fù)雜度則較低。與一般的低碼率語(yǔ)音編碼算法一樣,G.723.1標(biāo)準(zhǔn)采用線性預(yù)測(cè)的合成分析法。對(duì)激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行量化時(shí),高碼率算法采用多脈沖最大似然量化(MP-MLQ),而低碼率算法則采用算術(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(ACELP)。
          2 算法介紹
            語(yǔ)音信號(hào)的參數(shù)模型是用激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)一個(gè)系統(tǒng)模型來(lái)模仿氣流沖激聲道產(chǎn)生的聲音。線性預(yù)測(cè)法基于全極點(diǎn)模型假定,采用時(shí)域均方誤差最小準(zhǔn)則來(lái)估計(jì)模型參數(shù)。分析過(guò)程中要提取的參數(shù)包括聲道系統(tǒng)的LSP參數(shù)、自適應(yīng)碼本的延遲和增益,
          以及固定碼本中脈沖的位置和符號(hào)。
            G.723.1編碼器能對(duì)以8kHz采樣的話帶語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行壓縮。為了降低碼率,G.723.1采用了較長(zhǎng)的幀尺寸,每幀240個(gè)樣值,即30毫秒幀長(zhǎng)。每幀輸入信號(hào)首先通過(guò)一階高通濾波器濾除直流分量,然后將之分成四個(gè)60個(gè)樣值的子幀,每個(gè)子幀獨(dú)立進(jìn)行LPC分析。為了提高LPC系數(shù)的連續(xù)性,采用了長(zhǎng)度為180個(gè)樣值的重疊窗,即同時(shí)包含前后兩個(gè)子幀,這使算法引入60個(gè)樣值的超前時(shí)延,因此算法的總時(shí)延為37.5毫秒。LPC系數(shù)用線性譜頻率(LSF)表示,LSF參數(shù)采用預(yù)測(cè)分裂矢量量化,只對(duì)第四子幀進(jìn)行。為了提高量化感知質(zhì)量,高通濾波后的語(yǔ)音信號(hào)需通過(guò)共振峰感知加權(quán)濾波器和諧振峰噪聲整形濾波器以生成初始目標(biāo)信號(hào)。前者參數(shù)由各子幀的未量化LPC系數(shù)構(gòu)成,后者通過(guò)對(duì)每?jī)勺訋M(jìn)行開(kāi)環(huán)基音周期估計(jì)得到,其中基音周期的范圍為18到142個(gè)樣值。LPC合成濾波器、共振峰感知加權(quán)濾波器和諧振峰噪聲整形濾波器用于系統(tǒng)零輸入響應(yīng)計(jì)算和最佳激勵(lì)估計(jì)。G.723.1編碼器還包括一個(gè)五階基音預(yù)測(cè)器,其參數(shù)根據(jù)開(kāi)環(huán)基音估計(jì)值和脈沖響應(yīng)進(jìn)行閉環(huán)基音搜尋得到。在進(jìn)行最佳激勵(lì)估計(jì)時(shí),需從初始目標(biāo)信號(hào)中減去系統(tǒng)零輸入響應(yīng)和基音預(yù)測(cè)器貢獻(xiàn)以得到最終目標(biāo)信號(hào),然后針對(duì)高低碼率分別采用MP-MLQ和ACELP方法進(jìn)行量化。其中,LSF參數(shù)、基音值和激勵(lì)參數(shù)需傳送給解碼器。
            解碼器首先根據(jù)得到的LSF參數(shù)重建LPC合成濾波器,然后根據(jù)基音值和激勵(lì)參數(shù)得到自適應(yīng)碼本激勵(lì)信號(hào)和固定碼本激勵(lì)信號(hào)。
          2.1 聲道模型參數(shù)的提取
          十階全極點(diǎn)模型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為:
            
            其中,S(z)和U(z)分別是輸出信號(hào)s(n)和輸入信號(hào)u(n)的Z變換。因此誤差信號(hào)為:

          要使均方誤差最小,{ak}必定滿足=1,2,...10),由此可得到以k為變量的方程組:

          其中,R(n)為S(n)的自相關(guān)函數(shù)值。對(duì)于這個(gè)Toeplitz矩陣,用Durbin遞推算法可方便求解。
            因?yàn)榫€譜對(duì)參數(shù)(LSP)良好的量化特性和內(nèi)插特性,LPC參數(shù)要轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)SP參數(shù)進(jìn)行傳輸。
          設(shè)線性濾波器的逆濾波器為

          ωi和θi分別是P(z)和Q(z)的第i個(gè)零點(diǎn)。ωi和θi成對(duì)出現(xiàn),反映信號(hào)的頻譜特性,因此稱為線譜對(duì)。對(duì)P(z)和Q(z)的系數(shù)做離散傅立葉變換得到zk=e-jπk/N(k=0,1,2...N)各點(diǎn)的值,搜索極小值點(diǎn)的位置,就是可能的零點(diǎn)位置。
          2.2 自適應(yīng)碼本的搜索
            開(kāi)環(huán)搜索是基于整幀的整數(shù)基音估計(jì)。為了提高可靠性,對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理,用中心削波函數(shù)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行削波。然后用自相關(guān)基音檢測(cè)法估
          計(jì)基音Top。閉環(huán)搜索是基于子幀的基音細(xì)搜索。將LPC合成濾波器、共振峰感知加權(quán)濾波器和諧波噪聲濾波器一起構(gòu)成綜合濾波器,計(jì)算出該綜合濾波器的沖激響應(yīng)。用估算出的開(kāi)環(huán)基音周期和計(jì)算所得綜合濾波器的沖激響應(yīng),通過(guò)一個(gè)五階的基音預(yù)測(cè)器,可計(jì)算出閉環(huán)基音周期。
          2.3 固定碼本的搜索
            對(duì)自適應(yīng)碼本搜索后得到的殘差余量信號(hào)進(jìn)行固定碼本搜索。
            對(duì)高碼率(6.3kbps)的固定碼本搜索采用脈沖最大似然量化法(MP-MLQ)。激勵(lì)信號(hào)可表示為
          其中,G為增益因子,δ(n)為單位脈沖響應(yīng),{ak}和{mk}分別是單位脈沖響應(yīng)的符號(hào)和位置。M為脈沖的數(shù)目,偶數(shù)幀取6,奇數(shù)幀取5。
            編碼算法的任務(wù)是估計(jì)G、{ak}和{mk},使誤差信號(hào)e〔n〕的均方值最小。

          其中,r〔n〕表示目標(biāo)矢量,自適應(yīng)碼本搜索后得到的殘差信號(hào),h〔n〕表示加權(quán)合成濾波器的沖激響應(yīng)。
            對(duì)低碼率(5.3kbps)編碼器固定碼本搜索采用代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)法(ACELP)。每一子幀中有4個(gè)脈沖,它們可能的位置如表1所示。
          表1

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/150508.htm

            碼本搜索同樣是使加權(quán)語(yǔ)音信號(hào)r〔n〕與加權(quán)合成語(yǔ)音信號(hào)之間均方誤差最小。即:

          其中,r表示目標(biāo)矢量,自適應(yīng)碼本搜索后得到的殘差信號(hào),G是碼本增益,vξ是代數(shù)碼本中索引ξ對(duì)應(yīng)的碼本,H是加權(quán)合成濾波器的截?cái)鄾_激響應(yīng)。
          要求最佳碼本,即要搜索使τξ最大的ξ,


          上一頁(yè) 1 2 下一頁(yè)

          關(guān)鍵詞: 實(shí)現(xiàn) DSP 算法 編譯

          評(píng)論


          相關(guān)推薦

          技術(shù)專區(qū)

          關(guān)閉
          看屁屁www成人影院,亚洲人妻成人图片,亚洲精品成人午夜在线,日韩在线 欧美成人 (function(){ var bp = document.createElement('script'); var curProtocol = window.location.protocol.split(':')[0]; if (curProtocol === 'https') { bp.src = 'https://zz.bdstatic.com/linksubmit/push.js'; } else { bp.src = 'http://push.zhanzhang.baidu.com/push.js'; } var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(bp, s); })();