摘 要
随着多媒体技术的飞速发展，语音压缩技术已经越来越受到了人们的重视。在近几十年，各种各样的语音压缩方案被人们提出并已经应用于实践，高质量、低码率的语音压缩算法是语音压缩领域目前研究的热点。大学论文网www.wnwu.com
本课题设计的是一个基于DSP+51单片机的数字压缩语音录放系统。本系统的主要功能是通过对语音信号进行压缩，以实现高效率数字录音，可以用于电话留言，语声应答等场合。语音压缩算法由性能价格比较高的定点DSP芯片TMS320C203实现， AT89C51单片机作为主控器完成系统的控制和键盘处理、显示等功能。在设计中用存储量为16MB的单片闪速存储器KM29N160来扩大存储空间，另一方面采用5.3kb/s的速率对语音进行压缩，通过这两种方法后，可以使系统实现2小时以上的数字录音。在系统中采用了G.723.1语音压缩标准，成功地实现了对实时语音的压缩和解压。而且对G.723.1标准进行了部分的修改和优化；然后在PC机上利用标准C语言对改进后的算法进行了仿真，并给出了仿真实验结果；最后进行算法移植，用汇编语言实现了G.723.1全部算法模块。
本课题设计的语音压缩系统经过严格的调试和各种测试，各项功能都达到了设计的要求。
关键词：语音压缩，数字信号处理，接口电路，单片机大学论文网www.wnwu.com
ABSTRACT
With the rapid development of multimedia technology, the speech compress technology has been becoming more and more important. In recent decades, miscellaneous method of speech compress has been advised and put in to practice. At present, the research focuses on two aspects: high quality and low bit rates.
The design of the subject is a digital speech compression recording system, this system based on DSP and 51 single-chips. The primary function of the system through the compression of speech signals in order to achieve high-efficiency digital audio recording, can be used for telephone message, voice response and so on. The speech compression algorithm achieve for cost-effective higher fixed-point DSP chips TMS320C203, AT89C51 single-chip as a master complete the system control and keyboard processing, display and other functions. The system use storage capacity of 16MB flash memory chip KM29N160 to expand storage space, on the other hand, the use of 5.3kb/s speech to the rate of compression, the use of these two methods can achieve more than two hours of digital recording. The system uses a G.723.1 voice compression standards, have successfully implement the real-time speech compress and decompression. Firstly, we mend some changes and optimize for the G.723.1 standards; secondly, we simulate the protocol by C language on PC machine and show the experiment result; Finally, the algorithm was transplanted, the use of assembly language to achieve all of the G.723.1 algorithm module.
The topic of the speech compression system designed to undergo a rigorous testing and debugging, the features are designed to reach the requirements.
Keywords: Speech compress, Digital Signal Processing, Interface of the circuit, Single-Chip Microcomputer大学论文网www.wnwu.com
目 录
第1章 绪 论 1
1.1 选题背景及意义 1
1.2 语音编码技术的现状及发展 2
1.3 本课题研究的主要内容 3
第2章 语音信号特性及语音算法分析 4
2.1 语音信号的特性分析 4
2.1.1 语音的声学特性 4
2.1.2 语音信号产生的数学模型 5
2.1.3 语音信号的可压缩性 6
2.2 G.723.1标准的原理 7
2.3 G.723.1主要算法模块分析 9
2.4 语音压缩编码方案的选择 13
第3章 系统的硬件设计 15
3.1 DSP技术概述 15
3.2 TI公司DSP特性分析大学论文网www.wnwu.com 16
3.2.1 TMS320系列DSP芯片的基本结构 16
3.2.2 TI公司TMS320C2XX DSP特性分析 17
3.3 系统的硬件结构 18
3.3.1 DSP处理系统 19
3.3.2 闪速存储器接口电路 20
3.3.3 主从电路设计 21
3.3.4 键盘控制电路 22
3.3.5 音量调节电路 23
3.3.6 语音输入输出模块 24
第4章 系统的软件设计 25
4.1 算法的部分修改及优化 25
4.1.1 算法的部分修改 25
4.1.2 算法的优化 26
4.2 算法的标准C实现方案 29
4.2.1 算法的标准C定点实现 29
4.2.2 基于PC机的语音压缩算法实验结果分析 31
4.3 算法的汇编语言实现方案 33
4.3.1 算法移植 33
4.3.2 汇编程序的优化 34
第5章 系统的调试及实验结果分析 35
5.1 硬件的调试 大学论文网www.wnwu.com35
5.2 软件的调试 37
5.3 独立系统实现 38
5.4 单个语音数据帧的编解码调试 38
5.5 大量语音数据帧的编解码调试 39
5.6 实验结果分析 39
结 论 41
参考文献 42
致 谢 43
附录 部分程序代码 44
