语音压缩存储与回放实验报告讲述.doc

DSP课程设计 实 验 报 告 语音压缩、存储和回放 目 录 一、设计任务书封面…………………………………………………1 二、设计内容与要求…………………………………………………3 三、设计算法原理说明………………………………………………4 四、程序设计、调试与结果分析……………………………………7 CMD程序，C语言程序……………………………………………7 调试过程…………………………………………………………15 波形与数据显示…………………………………………………16 五、设计（安装）与调试的体会……………………………………17 六、参考文献…………………………………………………………18语音的压缩、存储与回放 设计要求与目标 （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。 实验目的 1、通过本实验掌握5402DSP片上外设多通道缓冲串行口mcbsp。 2、学习掌握tlc320ad50CODEC编译码器的内部结构、工作原理。 3、学习A律语音压缩以及C语言下的编程方法。 三、实验原理 1．语音采集与输出模块 语音采集与输出模块采用的是TI公司推出的一款高性能的立体声音频Codec芯片TLC320AD50C，内置耳机输出放大器，支持MIC和LINE IN两种输入方式（二选一），且对输入和输出都具有可编程增益调节。AD50的模数转换（ADCs）和数模转换（DACs）部件高度集成在芯片内部，采用了先进的Sigma－delta过采样技术，可以在8K到96K的频率范围内提供16bit、20bit、24bit和32bit的采样，ADC和DAC的输出信噪比分别可以达到90dB和100dB。与此同时，AD50还具有很低的能耗，回放模式下功率仅为23mW，省电模式下更是小于15uW。由于具有上述优点，使得AD50是一款非常理想的音频模拟I/O器件，可以很好的应用在随声听（如CD，MP3……）、录音机等数字音频领域[2]。由TLC320AD50C组成的语音输入与输出模块不仅采样率高最高可达96K，且外围电路简单，性价比高。 2．语音编码 （1） 概念： 语音编码一般分为两类：一类是波形编码，一类是被称为“声码器技术”的编码。 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（Pulse code modulation），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）量化： 脉冲编码调制用同等的量化级数进行量化，即采用均匀量化，而均匀量化是基本的量化方 式。但是均匀量化有缺点，在信号动态范围较大而方差较小的时候，其信噪比会下降 。 国际上有两种非均匀量化的方法：A律和u律，u律是最常用的一种。在美国，7位u律是长途电话质量的标准。 而我国采用的是A律压缩，而且有标准的A律PCM编码芯片。 （3）DPCMADPCM： 降低传输比特率的方法之一是减少编码的信息量，这要消除语音信号中的冗余度。相邻的语音样本之间存在明显的相关性，因此对相邻样本间的差信号进行编码，便可使信息量得到压缩。因为差分信号比原语音信号的动态范围和平均能量都小。这种编码叫Differential PCM,简称DPCM，即差分脉冲编码调制。 ADPCM即自适应差分脉冲编码调制，是包括短时预测的编码系统。CCITT（国际电报电话咨询委员会）在1984年提出的32 kbit/s的编码器建议就是采用ADPCM作为长途传输中的国际通用语音编码方案。这种ADPCM编码方案达到64 kbit/s PCM的语音传输质量，并具有很好的抗误码性能。 （4）a律压缩 a律压缩示意图 A律压缩编码表 A律压缩编码表 线性输入编码 压缩编码 0000000wxyza 000wxyz 0000001wxyza 001wxyz 000001wxyzab 010wxyz 00001wxyzabc 011wxyz 0001wxyzabcd 100wxyz 001