CS-ACELP編碼算法的研究及其DSP實(shí)現(xiàn).pdf

1、G.729標(biāo)準(zhǔn)的CS-ACELP語(yǔ)音編解碼算法是ITU-T(國(guó)際電信聯(lián)盟)于1996年制定、公布的一種較新的語(yǔ)音編解碼算法,具備了低延遲、音質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn),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(yǔ)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(diǎn),但仍有較高的運(yùn)算復(fù)雜度,本文對(duì)算法的詳細(xì)流程進(jìn)行了分析,在對(duì)算法各個(gè)模塊復(fù)雜度評(píng)估的基礎(chǔ)上,對(duì)占用資源較多的開(kāi)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(shí)值的情況下,降低了自相關(guān)計(jì)算時(shí)的計(jì)算量,碼本搜索過(guò)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(yùn)算量。
　　 本文的主要工作如下:
　　 (1)本文首先對(duì)語(yǔ)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(yǔ)音編解碼技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)以及面臨的問(wèn)題,對(duì)語(yǔ)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(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行闡述。
　　 (2)重點(diǎn)闡述了C

3、S-ACELP編碼算法的基本工作原理和工作流程,對(duì)線性預(yù)測(cè)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(shuō)明了這些環(huán)節(jié)的高運(yùn)算復(fù)雜度。
　　 (3)針對(duì)基音分析過(guò)程中涉及到的大量自相關(guān)計(jì)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(shí)值的情況下,降低了基音分析過(guò)程中的計(jì)算量。
　　 (4)在完成基音

4、周期的檢測(cè)、估計(jì)后進(jìn)行碼本的搜索。對(duì)復(fù)雜度相對(duì)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(guò)改變搜索步長(zhǎng)的方法,獲得一個(gè)局部最優(yōu)的搜索結(jié)果,并將其與一步端點(diǎn)遞歸法、標(biāo)準(zhǔn)CS-ACELP算法中的方法進(jìn)行計(jì)算量對(duì)比,運(yùn)算量得到了進(jìn)一步的減少。對(duì)固定碼本搜索部分利用固定碼本的特殊結(jié)構(gòu),對(duì)單個(gè)脈沖的所有可能位置進(jìn)行判決式的計(jì)算,并按計(jì)算結(jié)果從大到小對(duì)脈沖位置重新排序,通過(guò)對(duì)重新排序后的高

5、貢獻(xiàn)區(qū)域脈沖位置實(shí)行局部最佳的搜索辦法來(lái)減少搜索空間從而減少計(jì)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(duì)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(duì)后發(fā)現(xiàn)運(yùn)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(yǔ)音質(zhì)量損失,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜度的改善。
　　 (5)在TMS320VC5416 DSP處理器上對(duì)CS-ACELP語(yǔ)音編碼算法的實(shí)現(xiàn)。在DSP專用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS中,用匯編、C語(yǔ)言編寫(xiě)代碼,調(diào)試運(yùn)行,