[發(fā)明專利]一種基于ARM平臺(tái)的多路G729編解碼方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210282029.8
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN114783451A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董彥磊;宋春曉;王志浩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類號(hào): G10L19/12
• 分類號(hào): G10L19/12;G10L19/26
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶

本發(fā)明提供一種基于ARM平臺(tái)的多路G.729編/解碼方法，屬于語音編解碼領(lǐng)域。本發(fā)明創(chuàng)造性地運(yùn)用ARM處理器大量帶飽和進(jìn)位的DSP運(yùn)算匯編指令、狀態(tài)寄存器等高效實(shí)現(xiàn)了G.729的復(fù)雜運(yùn)算，解決了現(xiàn)有G.729實(shí)現(xiàn)方式的弊端，實(shí)現(xiàn)了小型語音終端中多路G.729語音編解碼。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于語音編解碼技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是針對嵌入式語音終端或音視頻終端，實(shí)現(xiàn)了嵌入式平臺(tái)的多路G.729語音編解碼。

背景技術(shù)

G.729是國際電信聯(lián)盟提出的一種高質(zhì)量低碼率語音編碼標(biāo)準(zhǔn)，G.729編碼器的采樣率是8KHz，編碼后碼率為8kbps。G.729編碼標(biāo)準(zhǔn)采用共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(CS-ACELP)編碼方案，綜合了波形編碼與參數(shù)編碼的優(yōu)點(diǎn)。由于G.729的低延時(shí)、低碼率和高質(zhì)量，G.729編解碼算法在IP電話等語音通信中有著廣泛的應(yīng)用。但是，由于G.729算法復(fù)雜度較高，當(dāng)前G.729在語音終端中的應(yīng)用方式存在較大弊端。

當(dāng)前G.729在語音終端中的應(yīng)用方式主要有兩種：一是基于專用編解碼芯片或TI的DSP實(shí)現(xiàn)，但是該種應(yīng)用方式不僅在芯片選型采購、板卡功耗、結(jié)構(gòu)尺寸、處理器性能等方面受到很大制約，同時(shí)不能滿足某些領(lǐng)域日益迫切的電子元器件的國產(chǎn)化要求；二是基于通用處理器的G.729軟件實(shí)現(xiàn)，該種應(yīng)用方式對處理器性能要求較高，一般應(yīng)用于大中型服務(wù)器，在中低端嵌入式處理器平臺(tái)即小型化語音終端上應(yīng)用困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決當(dāng)前嵌入式平臺(tái)中G.729語音編解碼應(yīng)用方式的弊端，提供一種基于ARM平臺(tái)的多路G.729編/解碼方法。該方法基于ARM編譯器支持的函數(shù)內(nèi)嵌機(jī)制、大量的針對數(shù)字信號(hào)基礎(chǔ)運(yùn)算和相關(guān)高級運(yùn)算的匯編指令、APSR程序狀態(tài)寄存器等進(jìn)行了針對標(biāo)準(zhǔn)G.729軟件的優(yōu)化，大幅度提升了該軟件的運(yùn)行效率，使得基于中低端ARM嵌入式處理器平臺(tái)可運(yùn)行至少32路的G.729語音編解碼，滿足了ip電話、音視頻會(huì)議等多種實(shí)際應(yīng)用需求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種基于ARM平臺(tái)的多路G.729編碼方法，包括以下步驟：

(1)對輸入信號(hào)進(jìn)行高通濾波和定標(biāo)；

(2)對每一幀信號(hào)進(jìn)行LP分析，計(jì)算LP濾波器的系數(shù)，將系數(shù)轉(zhuǎn)換成線譜對，同時(shí)使用預(yù)測型兩級矢量量化，量化為18bit；

(3)使用合成-分析的搜索程序來選擇激勵(lì)信號(hào)，即按照感知加權(quán)的失真測度使原始信號(hào)和重構(gòu)信號(hào)之間的誤差最小化；

(4)對每一幀計(jì)算一次激勵(lì)參量，包括固定碼本參量和自適應(yīng)碼本參量；其中，第一幀使用內(nèi)插后的LP濾波器系數(shù)，第二幀使用沒有內(nèi)插的LP濾波器系數(shù)；

(5)在感知加權(quán)語音信號(hào)的基礎(chǔ)上計(jì)算開環(huán)基音延遲；

(6)通過加權(quán)的合成濾波器濾波，得到目標(biāo)信號(hào)；

該方法中，以函數(shù)內(nèi)嵌的方式，運(yùn)用匯編指令重新實(shí)現(xiàn)32位和16位的基礎(chǔ)運(yùn)算和高級運(yùn)算函數(shù)，函數(shù)內(nèi)運(yùn)算過程中若發(fā)生飽和，則自動(dòng)改變APSR飽和讀取函數(shù)的返回值。

進(jìn)一步的，以匯編方式實(shí)現(xiàn)方法中的循環(huán)過程。

一種基于ARM平臺(tái)的多路G.729解碼方法，包括以下步驟：

(1)根據(jù)接收到的比特流，得到15個(gè)參數(shù)，分別是L0、L1、L2、L3、P1、 P0、S1、C1、GA1、GB1、P2、S2、C2、GA2、GB2；其中，P0、P1、P2是基音延遲參數(shù)，GA1、GB1、GA2、GB2是增益參數(shù)，S1、C1、S2、C2是固定碼本指針參數(shù)，L0、L1、L2、L3是LSP指針參數(shù)；

(2)根據(jù)基音延遲參數(shù)P0、P1、P2計(jì)算得到自適應(yīng)碼本矢量v(n)；