基于DSP的G．729語(yǔ)音編解碼器設(shè)計(jì)
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3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件部分主要包括音頻接口模塊、數(shù)字接口模塊、CPLD控制模塊及語(yǔ)音處理模塊等。音頻接口模塊主要完成對(duì)TMS320VC5416的多通道緩沖串口McBSP0、McBSP1的配置及對(duì)音頻接口芯片的初始化等；數(shù)字接口模塊作為與外部信道的接口，在輸出語(yǔ)音碼流的同時(shí)提供幀同步與位同步信號(hào)，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于McBSP2的配置，尤其是其內(nèi)部采樣率發(fā)生器的配置；CPLD控制模塊完成TMS320VC5416各個(gè)控制信號(hào)和地址線的邏輯組合，以擴(kuò)展外圍存儲(chǔ)器SRAM和FLASH，開(kāi)發(fā)環(huán)境為QuartusⅡ。語(yǔ)音處理模塊是本設(shè)計(jì)的核心，將在下面重點(diǎn)介紹。
3．1 語(yǔ)音處理模塊軟件設(shè)計(jì)
語(yǔ)音處理模塊由DSP完成，軟件流程圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/150672.htm
系統(tǒng)上電后，首先完成DSP內(nèi)部寄存器、變量、外圍設(shè)備、音頻編解碼芯片的初始化，當(dāng)McBSP有數(shù)據(jù)輸入時(shí)，McBSP產(chǎn)生一個(gè)事件報(bào)告DMA控制器，觸發(fā)DMA通道以后臺(tái)形式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮站彌_區(qū)；接收緩沖區(qū)每收到一定單元的數(shù)據(jù)，觸發(fā)DMA中斷，CPU響應(yīng)該中斷進(jìn)入中斷服務(wù)程序，提取數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的編碼或解碼處理；然后再將處理后的數(shù)據(jù)送至發(fā)送緩沖區(qū)，由DMA傳送給多通道緩沖串口。
編解碼算法采用G．729算法，ITU為G．729算法提供了標(biāo)準(zhǔn)C源代碼，并采用模塊化設(shè)計(jì)，具有可讀性強(qiáng)、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但該算法復(fù)雜度較高，而DSP芯片資源有限，處理延時(shí)很大。在實(shí)際應(yīng)用中，語(yǔ)音編解碼器對(duì)算法實(shí)時(shí)性要求非常高，因此必須對(duì)原始代碼進(jìn)行算法精簡(jiǎn)和代碼優(yōu)化，這也是本文的重要工作之一。
3．2 編解碼算法優(yōu)化
G．729算法是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間不斷的研究與討論，最終制定出的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)算法，對(duì)算法本身再進(jìn)行大幅度優(yōu)化是很困難的。不過(guò)，可以在算法的細(xì)節(jié)和具體實(shí)現(xiàn)方法上進(jìn)行精簡(jiǎn)。
3．2．1 碼本搜索算法精簡(jiǎn)
在10維LSP量化碼本搜索中，需要找到一個(gè)碼矢量，使得它與輸入矢量的均方誤差最小，如式(1)所示。
在ITU提供的標(biāo)準(zhǔn)算法中，程序每次搜索時(shí)，先計(jì)算完本次的均方誤差，然后再與之前的最小值進(jìn)行比較。實(shí)際上，如果本次未計(jì)算完的均方誤差已經(jīng)大于之前保存的最小值時(shí)，可以直接停止本次計(jì)算進(jìn)入到下一次計(jì)算中，這樣能節(jié)省大量乘和累加運(yùn)算。
評(píng)論