基于DSP的G．729語音編解碼器設計
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所謂零開銷循環(huán)是指處理器在執(zhí)行循環(huán)時，不用在循環(huán)終止的判斷、循環(huán)的跳轉(zhuǎn)及循環(huán)計數(shù)器的遞減上額外花費時間。但這就要求編譯器必須知道初始值、更新和結(jié)束條件；循環(huán)體內(nèi)部不能調(diào)用函數(shù)；循環(huán)體內(nèi)不能包含break語句；循環(huán)表達式中不能含有隨循環(huán)體中的條件變化而變化的循環(huán)變量；循環(huán)計數(shù)應該遞減等。為了實現(xiàn)零開銷循環(huán)，本文對標準C代碼進行了大量優(yōu)化，如在文件Qua_lsp．c中有如下循環(huán)：
優(yōu)化前后本段代碼所消耗的時鐘周期數(shù)對比見表1。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/150672.htm
3．2．4 使用DSPLIB庫優(yōu)化
TMS320C54X系列提供的通用數(shù)字信號處理算法庫(DSPLIB庫)包含有50多個通用的信號處理程序，全部由匯編語言編寫，并可由C語言調(diào)用，方便C語言與匯編語言混合編程。在計算量大、對實時性要求又高的G．729中調(diào)用DSPLIB庫函數(shù)，對于提高代碼效率具有很大的意義。
DSPLIB幾乎包括了當前已經(jīng)成熟的數(shù)字信號處理的大部分算法。如：FFT運算、濾波與卷積運算、自適應濾波運算、相關(guān)運算、數(shù)學函數(shù)運算、三角函數(shù)運算、矩陣運算等。
3．2．5 指針尋址
在G．729算法中包含了大量數(shù)組元素的存取操作，ITU提供的標準代碼直接對數(shù)組進行操作，使得浪在地址計算上的時間開銷很大。若對數(shù)組采用指針尋址方式，可節(jié)省很多時間。而通常情況下數(shù)組又都應用在循環(huán)內(nèi)部，指針尋址方式更加凸顯出了它的必要性。
除了以上幾種優(yōu)化方法外，使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)，合理利用暫存器，使用宏定義等也都對代碼的優(yōu)化起到很好的作用。
4 測試結(jié)果及性能分析
利用CCS提供的性能分析工具(profiler)對優(yōu)化前后的代碼進行分析，在TMS320VC5416上實現(xiàn)一幀數(shù)據(jù)編碼所用的時間分別為96 ms與8 ms，其中TMS320VC5416的CPU時鐘頻率為160 MHz。對幾個主要函數(shù)優(yōu)化前后的運行時間進行比較，對比如表2所示。
分析結(jié)果表明，優(yōu)化后的時間比優(yōu)化前大大縮短，并嚴格控制在了10 ms以內(nèi)，保證了系統(tǒng)的實時性。同時，將原始語音和重建語音的語音波形進行對比，如圖4所示。觀察對比波形可知，編碼前后語音波形差別很小，重建語音基本保持了原始語音的信息。通過主觀聽覺測試，重建語音清晰易懂，質(zhì)量較高，MOS主觀評分在4．0以上，并且整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定。
5 結(jié)語
本文實現(xiàn)了基于DSP的語音編譯碼器設計，該設計對ITU提供的G．729源代碼進行了算法精簡和代碼優(yōu)化，優(yōu)化后的代碼具有編碼效率高、占用資源少、實時性強等優(yōu)點。與源代碼相比，它的編碼效率提高了10倍以上，克服了源代碼難以應用在實時語音通信系統(tǒng)的缺點。
目前，該設計已經(jīng)應用在本實驗室的語音通信實驗系統(tǒng)中，與傳統(tǒng)語音實驗系統(tǒng)相比，為學生提供了更先進的語音編碼實驗，模塊化的軟件設計也更適合學生的參與。同時，該系統(tǒng)采用通用的DSP硬件平臺，具有可擴展性強的特點，可實現(xiàn)多種語音編碼算法，為學生自主性學習提供了良好的條件。
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