CS-ACELP編碼算法的研究及其DSP實現(xiàn).pdf

1、G.729標(biāo)準(zhǔn)的CS-ACELP語音編解碼算法是ITU-T(國際電信聯(lián)盟)于1996年制定、公布的一種較新的語音編解碼算法,具備了低延遲、音質(zhì)好的優(yōu)點,在8kb／s的碼率上獲得了相當(dāng)于32kb／s的ADPCM(差分脈沖編碼調(diào)制)語音質(zhì)量,具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 CS-ACELP算法雖然具備了多種優(yōu)點,但仍有較高的運算復(fù)雜度,本文對算法的詳細(xì)流程進(jìn)行了分析,在對算法各個模塊復(fù)雜度評估的基礎(chǔ)上,對占用資源較多的開環(huán)基音分析、碼本

2、搜索部分進(jìn)行改進(jìn)。在不影響基音周期延時值的情況下,降低了自相關(guān)計算時的計算量,碼本搜索過程中采取了局部最優(yōu)的搜索思路,以微弱的音質(zhì)損失獲得更低的運算量。
　　 本文的主要工作如下:
　　 (1)本文首先對語音編解碼算法的研究現(xiàn)狀、研究背景、研究意義進(jìn)行了介紹,分析了語音編解碼技術(shù)的發(fā)展趨勢以及面臨的問題,對語音編碼算法的基礎(chǔ)理論以及常用的一些技術(shù)處理手段、編碼體系的質(zhì)量評價指標(biāo)進(jìn)行闡述。
　　 (2)重點闡述了C

3、S-ACELP編碼算法的基本工作原理和工作流程,對線性預(yù)測分析和量化、基音分析、自適應(yīng)碼本搜索、固定碼本搜索模塊作了詳細(xì)分析,說明了這些環(huán)節(jié)的高運算復(fù)雜度。
　　 (3)針對基音分析過程中涉及到的大量自相關(guān)計算,本文采用三電平削波與修正自相關(guān)函數(shù)結(jié)合的方法進(jìn)行了改進(jìn),并將該方法與自相關(guān)函數(shù)法、中心削波與修正自相關(guān)函數(shù)結(jié)合法進(jìn)行比較分析,發(fā)現(xiàn)在不影響基音延時值的情況下,降低了基音分析過程中的計算量。
　　 (4)在完成基音

4、周期的檢測、估計后進(jìn)行碼本的搜索。對復(fù)雜度相對較高的自適應(yīng)碼本搜索、固定碼本搜索環(huán)節(jié),本文采用了局部最優(yōu)的思想進(jìn)行了改進(jìn)。利用自適應(yīng)碼本自身特性,通過改變搜索步長的方法,獲得一個局部最優(yōu)的搜索結(jié)果,并將其與一步端點遞歸法、標(biāo)準(zhǔn)CS-ACELP算法中的方法進(jìn)行計算量對比,運算量得到了進(jìn)一步的減少。對固定碼本搜索部分利用固定碼本的特殊結(jié)構(gòu),對單個脈沖的所有可能位置進(jìn)行判決式的計算,并按計算結(jié)果從大到小對脈沖位置重新排序,通過對重新排序后的高

5、貢獻(xiàn)區(qū)域脈沖位置實行局部最佳的搜索辦法來減少搜索空間從而減少計算量,在此基礎(chǔ)上引入分組搜索的辦法,與上述辦法形成對比,取二者中最優(yōu)者作為最終搜索結(jié)果,在與標(biāo)準(zhǔn)算法中的集中搜索方法比對后發(fā)現(xiàn)運算量得到了改進(jìn)。仿真結(jié)果表明,改進(jìn)算法以微弱的語音質(zhì)量損失,實現(xiàn)了復(fù)雜度的改善。
　　 (5)在TMS320VC5416 DSP處理器上對CS-ACELP語音編碼算法的實現(xiàn)。在DSP專用集成開發(fā)環(huán)境CCS中,用匯編、C語言編寫代碼,調(diào)試運行,