【硕士论文】SMV语音编码算法研究及DSP实时实现.pdf

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1、华南理工大学硕士学位论文SMV语音编码算法研究及DSP实时实现姓名：方敏群申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：胡斌杰;韦岗20040501摘要近年来，随着人类社会信息化进程的加快，语音压缩编码技术得到了迅猛发展，在综合业务数字通信网、卫星通信、移动通信、IP电话通信、微波接力通信和信息高速公路中得到了广泛的应用。本文重点研究语音声码器SMV(SelectableModeVocoder)及其应用，做了如下几方面的研究工作：1．较全面的分析了语音编码的基本原理。介绍了语音编码的三种基本方法：波

2、形编码、参数编码和混合编码。讨论了评价语音编码性能的四个要素：编码质量、编码速率、编解码的复杂度和编解码的延迟。对语音压缩编码中的常用技术，如线性预测(长时预测和短时预测)、合成分析法等进行了分析。为下一步的研究工作做好了理论准备。2．重点介绍了SMV声码器算法。SMV算法具有多模式多码率的优点，是3G移动通信的变速率语音编码器选项之一。详细分析了预处理、线性预测分析、码率决策、基音检测、LSP系数的量化和内插、激励编码(冲激响应和目标信号计算、自适应码本搜索、固定码本的结构和搜索以及码本增益的量化)

3、及解码过程。搭建仿真平台，进行仿真编程。3．基于实用化，降低码率和进一步提高语音质量的考虑，对SMV算法中的模式／码率、帧长、采样率进行改进。首先简化了SMV的模式／码率，降低了解码程序的复杂度，从而有利于在终端的实现和降低成本；然后在编码的帧长方面，在语音短时平稳性范围内适量加大编码帧的长度，从而降低了编码码率；最后把采样频率从8000hz提高到11025hz，丰富了高频成分，提高了语音质量。在原来的仿真平台上，对SMV编解码改动的算法进行编程仿真。由仿真结果，对改变前后的语音质量和码率进行分析和比

4、较，并得到相应结论。4．介绍SMV解码程序的DSP实时实现。介绍PATHUSDSP2410实时实现SMV语音编码器解码端的设计方案。总结编写SMV解码定点C语言仿真程序以及PATHUSDSP2410芯片汇编语言优化代码的经验。关键词：语音压缩编码，码激励线性预测，SMV，矢量量化，短时平稳性，基音检测，LSP，码本搜索，后处理，DSP华南理工大学硕士学位论文ABSTRACTWiththewideusageofinformationtechnologyinhumansociety，thespeechco

5、dingtechniqueshavebeendevelopedquickly，andhavebeenusedwidelyinISDN，satellitecommunication，mobilecommunication，IPphone，microwavecommunicationandinformationhighway．ThedissertationfocusesmainlyonSMV(SelectableModeVocoder)andapplication．Ourstudiesareasfollo

6、ws：First，thefundamentalprincipalofspeechcodingisanalyzed．Threebasicmethodsofspeechcoding，waveformcoding，parametercoding，andhybridcoding，areintroduced．Thefouressentialsforevaluatingtheperformanceofspeechcodingarediscussed，whicharecodingquality，codingbitr

7、ate，coding，decodingcomplexity，andcoding，decodingdelay．Second，thealgorithmofSMV(SelectableModeVocoder)isstudiedindetails．SMVisoneofanewspeechcodingstandardfor3Gtelecommunicationselection，whichhasmanymodesandmanyencodingrate．Preprocess，LPC，ratedetect，pitc

8、hdetect，LSPquantificationandinterpolation，CELP(impulseresponseandtargetsignaldetermination，adaptive—codebooksearch，fixed—codebookstructureandsearchandgainquantization)anddecodingarediscussed．Thesimulationframeisestablished．Third，