DSP在數(shù)字語音壓縮系統(tǒng)中的應(yīng)用

語音的數(shù)字通信無論在可靠性、抗干擾能力、保密性還是價格方面都遠(yuǎn)優(yōu)于模擬語音信號，但這是以信道占用寬頻帶寬為代價的。因此為了減少語音信號所占用的帶寬或存儲空間，就必須對數(shù)字語音信號進行壓縮編碼。
　　一個優(yōu)秀的語音壓縮系統(tǒng)要求能夠在軟硬件資源占用比例低和壓縮編解碼時間短的同時可以實現(xiàn)多通道語音實時壓縮。目前，G.729A算法多是在TI的5000系列DSP上實現(xiàn)單通道或雙通道語音壓縮，而本設(shè)計在現(xiàn)有的TMS320C6711系列DSP平臺上使用最少的硬件資源和軟件開銷，壓縮編碼解碼時間，實現(xiàn)了多通道語音實時壓縮解壓。
　　選擇語音壓縮編碼方案
　　在評價一個語音壓縮編碼方案時，一般從四個方面考慮：質(zhì)量、速率、復(fù)雜度和延時。目前 ITU-U已制定的G系列標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
　　
　　本系統(tǒng)需要的是一種低碼率、語音質(zhì)量良好、低時延、較低算法復(fù)雜度的壓縮方案，從表1中可以看出，從低碼率考慮就可以排除G.711、G.721、G.722和G.723。G.726在速率為16Kb/s 時，語音質(zhì)量為2.0，這顯然是不可以接受的。在余下的G.723.1、G.729、G.729A中，可以看到G.723.1的算法復(fù)雜度較大，而且延時較長，所以也被排除。和G.729相比，在算法復(fù)雜度方面，G.729A有較大優(yōu)勢。實際上， G.729A是G.729的一個簡化版本，在語音質(zhì)量基本維持不變的情況下，算法簡化了很多。所以本系統(tǒng)最后選用 G.729A算法。
　　G.729A編碼方案是電話帶寬的語音信號編碼的標(biāo)準(zhǔn)，對輸入語音性質(zhì)的模擬信號用8kHz、采樣，16比特線性PCM量化。CS-ACELP是基于碼本激勵線性預(yù)測（CELP）的編碼模式，每80個樣點為一語音幀，對語音信號分析并提取各種參數(shù)，把這些參數(shù)編碼發(fā)送。在解碼端，把收到的比特流恢復(fù)成參數(shù)編碼，解碼后得到各個參數(shù)，用自適應(yīng)碼矢序號從自適應(yīng)碼本中得到自適應(yīng)碼矢，用固定碼矢序號從固定碼本中得到固定碼矢，分別乘以它們的增益，按點相加后構(gòu)成激勵序列。用線性預(yù)測濾波器系數(shù)構(gòu)成合成濾波器。用自適應(yīng)碼本方法實現(xiàn)長時或基音合成濾波，計算出合成語音后，用后置濾波器進一步增強音質(zhì)。G.729A算法編碼器原理框圖如圖1所示。
　　
　　圖1 G.729A算法編碼器原理框圖
　　硬件系統(tǒng)設(shè)計
　　數(shù)字信號處理器具有運行速度快、性價比高、功耗低、開發(fā)快的特點。本系統(tǒng)選擇的TMS320C6711是高性能浮點數(shù)字信號處理器，可以成功地實現(xiàn)實時語音壓縮和解壓。