A律语音压缩编解码器的FPGA实现-重庆工商大学学术期刊社.PDFVIP

第３３卷第１期 重庆工商大学学报（自然科学版） ２０１６年２月 Ｖｏｌ．３３　 ＮＯ．１　 　 　 　 　 　 　 　 Ｊ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｕｎｉｖ（Ｎａｔ Ｓｃｉ Ｅｄ）　 　 　 　 　 　 　 　 Ｆｅｂ．２０１６ － ｄｏｉ：１０．１６０５５／ ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２ ０５８Ｘ．２０１６．０００１．０１３ Ａ律语音压缩编解码器的ＦＰＧＡ 实现∗ 贾瑞莲， 肖沙里，郭　 成，刘　 锋 （重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室，重庆４０００３０） 　 　 摘　 要：阐述了Ａ律 １３折线非线性量化编／ 解码算法原理，利用Ｖｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬ语言在ＱｕａｒｔｕｓＩＩ软件平台 上给出顶层原理图、仿真结果和编／ 解码部分的关键代码，编／ 解码器通过现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）下载验 证，实现了语音信号的实时传输；实现的过程中利用逐次比较型算法的特点进行了更好的优化和简化，使应 用具有更好的可靠性和实时性。 关键词：Ａ律；ＦＰＧＡ；编码；解码 － － － 中图分类号：ＴＰ３２１　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：１６７２ ０５８Ｘ（２０１６）０１ ００５９ ０６ 　 　 在信号处理的过程中，一般采取将模拟信号转 换为数字信号来进行处理或传输，脉冲编码调制 １　 系统概述 （ＰＣＭ）是实现模拟信号数字化最基本、最常用的一 种方法。 脉冲编码调制主要经过３个过程：抽样、量 设计的语音通信系统由发射端、通信信道和接 化和编码。 抽样是将连续时间的模拟信号转换为 收端组成，系统流程图如图１所示。 离散时间、连续幅度的抽样信号；量化是将抽样信 发射端主要实现语音信号的采集，ＦＰＧＡ 开发 号变为离散时间、离散幅度的数字信号；编码是将 板内部语音芯片ＷＭ８７３１的配置（８Ｋ采样率，左对 － 量化后的信号编码成为一个二进制码组输出。 根 齐、普通模式），语音数据的串并转换，１６ １３位语音 据量化间隔选取的不同分为均匀量化和非均匀量 数据转换，Ａ律语音编码的实现，以及语音数据的并 化，非均匀量化可以有效地改善信号的量化信噪 串转换。 接收端主要实现语音数据的串并转换，语 － 比。 语音信号的量化常采用国际电话电报咨询委 音数据的解压缩，１３ １６ 位数据的转换和ＷＭ８７３１ 员会ＣＣＩＴＴ建议的对数压扩特性的Ａ律（中国和欧 工作所要求的四路信号 （ＡＤＣＤＡＴ、ＡＤＣＬＲＣＫ、 洲）和μ律（北美和日本）压缩的非均匀量化，为便 ＤＡＣＬＲＣＫ、ＢＣＬＫ）的产生以及语音信号的输出。 于采用数字电路实现量化，通常采用 １３折线和 １５ 通信系统使用Ａｌｔｅｒａ公司的ＤＥ２（ＥＰ２Ｃ３５Ｆ６７２Ｃ６） ［１］ 开发板来实现，而ＤＥ２ 开发板的音频输入／ 输出是 折线近似代替Ａ律和μ律 。 所谓Ａ压缩律也就是压缩率具有如下特性的 由Ｗｏｌｆｓｏｎ公司的低功耗立体声音２４ 位音频编解 压缩律： 码芯片ＷＭ８７３１完成。 ＷＭ８７３１的音频速率为８～ ＋ ９６ ｋＨｚ可调，提供２线与３线两种与主控制器的接