[發明專利]一種基于G729語音壓縮編碼算法的DSP優化方法無效
申請號: | 201210344525.8 | 申請日: | 2012-09-18 |
公開(公告)號: | CN102903366A | 公開(公告)日: | 2013-01-30 |
發明(設計)人: | 徐馭航;陳磊;唐先成;王亮;蔡自偉;宋寧帥;王牌;龍濤 | 申請(專利權)人: | 重慶大學 |
主分類號: | G10L19/12 | 分類號: | G10L19/12 |
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地址: | 400044 重慶市沙坪壩*** | 國省代碼: | 重慶;85 |
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摘要: | |||
搜索關鍵詞: | 一種 基于 g729 語音 壓縮 編碼 算法 dsp 優化 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種基于嵌入式的語音壓縮算法的優化技術。在TMS320C55X系列DSP上實現多路語音的實時控制,其中語音壓縮編碼協議為G729。
技術背景
數字語音通信是當前信息產業中發展最快,普及面最廣的業務。移動通信數字化,拓展了信道容量,改善了服務質量,促進了這一產業的飛速發展。相比于模擬語音,數字語音具有抗干擾強,保密性好,管理和控制方便,生產成本低等優點。隨著社會的發展,人們對通信的要求越來越高。P2P的語音通信技術已經非常成熟,然而在越來越多的場合,人們產生一對多,多對多的語音通信需求。同時隨著ISDN技術的推廣,VOIP技術,多媒體技術的快速發展,這一想法也能夠實現了。
隨著人們對語音通信提出了越來越高的帶寬要求,語音壓縮編碼技術也取得了飛速的發展,特別是中低碼率的語音編碼技術方面。16kb/s,8kb/s的壓縮編碼技術已經得到標準化和產品化。由于VOIP,多媒體通信,綜合業務數字通信,移動通信等業務的快速發展,基于G。728,G729的產品的嵌入式實時開發正逐漸成為研究的熱點問題。盡管G729算法具有碼率低,合成語音質量高等優點,但是其具有較高的算法復雜度,嵌入式實時應用成為一大難題。如何高效的壓縮語音數據來縮短G729算法編碼時間以達到實時性的要求是有待解決的一個重要問題。
發明內容
為了縮短G729算法在TMS320C55X系列DSP上的語音編碼時間,以滿足多路語音實時壓縮編碼的要求。本發明通過對G729算法的各個階段算法進行改進,在不影響編碼效果的同時,大大減少在DSP上運行的時間,達到對語音編碼的實時性要求。
.729協議過程
????G729采用8kb/s共軛結構-代數碼激勵線性預測編碼——語音編碼器,它是基于CELP編碼模型的。編碼器對語音幀進行處理,語音以每秒8000樣點采樣,每10ms對應80個樣點為1幀,每幀對語音信號進行分析,提取CELP模型的參數(LPA系數,自適應碼數與固定碼數的索引和增益),這些參數被編碼并傳輸。在譯碼端,這些參數被恢復成激勵參數和合成濾波器參數,是激勵通過短時何曾濾波器來得到重建語音。短時語音濾波器是基于10階線性預測(LP)濾波器。長時合成濾波器采用自適應碼書方法實現。重建語音計算出來以后,在利用后濾波提高語音質量。編碼過程見圖1,G.729算法流程見圖2。
分析及優化原理
短時分析綜合濾波器是一個基于10階線性預測(LP)的濾波器。這個濾波器的傳遞函數被定義為:
????????????????????????????????(1)????????
其中?是量化后的線性預測(LP)系數。對于每一個10ms的語音幀,先用一個30ms的不對稱窗口對數據進行加窗,計算自相關。即是說,每80個樣點(10ms),計算一次加窗語音的自相關系數,通過萊文森(Levinson)算法得到濾波器的系數。然后把LP系數轉化為線譜對LSP系數,并用于量化和插值。插值后的量化和未量化濾波器系數又被轉換回LP濾波器系數,目的是為每一個子幀構建綜合加權濾波器。LP向LSP轉換過程是:LP濾波器系數轉化為線譜對系數(LSP)用于量化和插值。對于一個10階的LP濾波器來說,LSP系數定義為下面兩個多項式等式的根:
?????????????????????????????????????????????????(2)?
多項式是對稱的,是非對稱的。可以證明這兩多項式的根在一個單位圓上并且交替出現。有一個根為和?有一個根。通過定義兩個新的多項式等式,消除了這兩個根:
????????????????????????????????????????????????(3)???
每個等式在單位圓上有5個共軛的根。所以上面兩個等式又可以寫作下面的形式:
????????????????????????????????????????????(4)
(4)式中,系數就是線譜對系數(LSF),并且他們也滿足:的順序。被當成是LSP系數在Cos域的值。因為,都是對稱的了,所以每個多項式的系數只有前面需要計算。其他的系數同過下面的遞歸關系得到:
??????????????????????????????????????(5)
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