AMR語音編解碼算法的DSP實(shí)現(xiàn).pdf

1、由第三代合作組織3GPP提出的自適應(yīng)多碼率語音編解碼標(biāo)準(zhǔn)( AMR——AdaptiveMultiRate)是GSM規(guī)范中最新定義的話音業(yè)務(wù),可在不同的無線環(huán)境下自適應(yīng)地采用不同的編碼算法,以獲得盡可能好的話音質(zhì)量.自適應(yīng)多碼率編解碼算法是一種基于多速率代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(MR-ACELP)的編解碼技術(shù),用全極點(diǎn)線性濾波器模擬語音特性,以20ms的語音段作為一幀進(jìn)行處理,可以將采樣率為8KHz的語音信號壓縮成自4.75kbit/s至12.

2、2kbit/s的8種不同速率的碼流,并且在每幀的邊界處可以在8種源速率之間進(jìn)行切換.而TI公司1997年推出的高端DSPsTMS320C6000系列,在芯片設(shè)計(jì)上瞄準(zhǔn)多通道無線通信和有線通信的應(yīng)用領(lǐng)域,例如蜂窩基站、pooledMODEM,以及xDSL系統(tǒng).由于C6000系列出色的高速處理及對外接口能力,使得它成為無線和有線通信領(lǐng)域基站設(shè)備首選的數(shù)字信號處理器.因此該文著重對AMR算法的原理和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究,并采用以TMS320C620

3、1DSP芯片作為處理器的C6201硬件評估板作為AMR算法實(shí)現(xiàn)的硬件平臺,完成了AMR算法的DSP實(shí)現(xiàn).該文包括以下內(nèi)容:首先簡要介紹了AMR編解碼器的算法原理,并給出了算術(shù)碼激勵線性預(yù)測模型的框圖.在此基礎(chǔ)上對AMR編解碼器的各個功能模塊分別進(jìn)行了介紹,并對不同碼率模式下所采用的不同處理進(jìn)行了闡述.其中重點(diǎn)介紹了LPC系數(shù)的線譜對轉(zhuǎn)換方法,自適應(yīng)碼本搜索算法,基音搜索等模塊.然后文章簡單介紹了TMS320C6000系列DSPs芯片的特

4、點(diǎn)和結(jié)構(gòu),闡述選擇該種數(shù)字信號處理器實(shí)現(xiàn)AMR算法的原因.接著,文章給出了基于TMS320C6201DSPs芯片的AMR編解碼算法的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化過程.在這一章節(jié)中,作者引用AMR算法中的一個程序代碼段實(shí)例,詳述了整個代碼移植的過程:首先用內(nèi)嵌匯編語言的方式對C語言的算法代碼進(jìn)行優(yōu)化,然后使用線性匯編語言改寫代碼中的低效率段,對線性匯編代碼畫出語句相關(guān)圖和模迭代間隔進(jìn)度表,分析硬件資源依賴性和軟件語句相關(guān)性,并以此為依據(jù)進(jìn)行軟件流水編排得到

5、最終的匯編語言代碼最優(yōu)結(jié)果.然后對該段代碼在每種代碼形式下的運(yùn)行效率進(jìn)行了測試,以此得到C6000編譯器各種優(yōu)化手段的效果對比.結(jié)果證明,使用軟件流水的純匯編語言代碼運(yùn)行效率最高,然而代碼開發(fā)的時間同樣也大大加長,因此對開發(fā)人員來說,可以利用C6000硬件平臺多代碼支持的特性,在開發(fā)效率和運(yùn)行效率中折衷選擇.最后,文章對AMR 編解碼器對一段真實(shí)語音信號進(jìn)行了處理,并對8種不同碼速率中的高速12.2kbit/s模式和4.75kbit/s