隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展,人們對語音編碼提出了更高的性能要求。G.729語音編碼算法能夠在保證很高的語音質(zhì)量的同時,以低延時,低碼率進行語音壓縮。但是目前DSP硬件實現(xiàn)G.729存在一定的性能極限,已經(jīng)不能滿足最新工程的需求�；贔PGA/ASIC實現(xiàn)G.729編碼算法顯得尤為迫切。論文首先詳細分析了 G.729語音編碼算法的基本原理。然后,用軟件仿真了 G.729算法的實際性能,驗證了編碼算法。為后續(xù)硬件的實現(xiàn)以及驗證,提供了理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)參考。論文基于Vivado HLS高層次綜合工具設(shè)計了 G.729編碼器IP核。調(diào)整C代碼后移植到HLS平臺,經(jīng)過綜合、聯(lián)合仿真、IP核封裝等步驟,最終生成了 G.729編碼算法IP核,可在Vivado平臺下后續(xù)硬件開發(fā)中使用。為了驅(qū)動IP核工作,利用Verilog語言設(shè)計了 IP核外圍電路,并與IP核構(gòu)成G.729編碼驗證系統(tǒng)。為了進一步縮短算法延時,降低硬件資源占用,利用Verilog語言設(shè)計了 G.729編碼算法中線性預(yù)測部分。采用自頂向下的設(shè)計方法,對線性預(yù)測系統(tǒng)按功能劃分模塊,設(shè)計完成了預(yù)處理濾波器模塊、加窗模塊、自相關(guān)模塊、林文孫—杜賓算法... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２英文語音幅度統(tǒng)計頻率直方圖??１．１．１．２人耳聽覺效應(yīng)??

?２００?２５０??圖２－４?ＬＰ分析窗??ＬＰ分析中從下一個語音幀中預(yù)取４０個樣點，這給編碼器引入了?５ｍｓ的超額算法延遲。ＬＰ??分折窗共有２４０個點，其中還有１２０個樣點來自過去語音幀，加窗過程如圖２－５所示：??ＬＰ分析窗??Ｉ?Ｉ??Ｉ￣?ｌ，ｔ?－?＂？?Ｉ?？＇?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??過去幀?現(xiàn)行幀?未來幀??圖２－５?ＬＰ分析中加窗??加窗語音八《）為：??ｓ’（ｎ）?＝?ｗ，ｐ（ｎ）ｓ（ｎ），?ｎ?＝?０，…，２３９?（２－６）??用八計算自相關(guān)系數(shù)為：??２３９??ｒ（ｆｃ）?＝?Ｉ?ｓ，（ｎ）ｓ＇（ｎ?－?／〇，?ｋ?＝?０，１０?（２－７）??ｎ＝ｋ??／？（〇）設(shè)置一個最小值Ｋ〇）＝ｉ．〇，以避免低電平輸入信號時計算出現(xiàn)問題。將自相關(guān)系數(shù)和相關(guān)??滯后窗％ａｇ〇ｔ）相乘達到６０Ｈｚ帶寬擴展的目的。式中／Ｑ＝６０Ｈｚ是擴展的帶寬，／ｓ＝８０００Ｈｚ是采樣頻??率。??２?－??Ｗｌａｇ?＝?ｅｘｐ?－?－?＾

圖２－４?ＬＰ分析窗??ＬＰ分析中從下一個語音幀中預(yù)取４０個樣點，這給編碼器引入了?５ｍｓ的超額算法延遲。ＬＰ??分折窗共有２４０個點，其中還有１２０個樣點來自過去語音幀，加窗過程如圖２－５所示：??ＬＰ分析窗??Ｉ?Ｉ??Ｉ￣?ｌ，ｔ?－?＂？?Ｉ?？＇?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??過去幀?現(xiàn)行幀?未來幀??圖２－５?ＬＰ分析中加窗??加窗語音八《）為：??ｓ’（ｎ）?＝?ｗ，ｐ（ｎ）ｓ（ｎ），?ｎ?＝?０，…，２３９?（２－６）??用八計算自相關(guān)系數(shù)為：??２３９??ｒ（ｆｃ）?＝?Ｉ?ｓ，（ｎ）ｓ＇（ｎ?－?／〇，?ｋ?＝?０，１０?（２－７）??ｎ＝ｋ??／？（〇）設(shè)置一個最小值Ｋ〇）＝ｉ．〇，以避免低電平輸入信號時計算出現(xiàn)問題。將自相關(guān)系數(shù)和相關(guān)??滯后窗％ａｇ〇ｔ）相乘達到６０Ｈｚ帶寬擴展的目的。式中／Ｑ＝６０Ｈｚ是擴展的帶寬，／ｓ＝８０００Ｈｚ是采樣頻??率。??２?－??Ｗｌａｇ?＝?ｅｘｐ?－?－?＾，?ｆｃ＝ｌ，…，１０?（２－８）??另外，為了修正Ｋ〇），引入白噪聲校正因子１．０００丨，其等效加上＿４０ｄＢ的背景噪聲，最終，??修正后的自相關(guān)系數(shù)〃認）為??一?ＷＳ?（－）??２．２．２．２?林文孫一杜賓（Ｌｅｖｉｎｓｏｎ－Ｄｕｒｂｉｎ）算法??利用修正后的自相關(guān)系數(shù)ｒＷ

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]DM642上G.729A編解碼算法的實現(xiàn)和應(yīng)用[J]. 沈勇,唐昆.  微計算機信息. 2006(02)
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碩士論文
[1]基于高性能FPGA與多核DSP架構(gòu)的并行設(shè)計[D]. 胡桂彬.西安電子科技大學(xué) 2015
[2]G.729A語音編解碼算法的研究與實現(xiàn)[D]. 邢維靜.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]HEVC幀內(nèi)預(yù)測單元的硬件設(shè)計[D]. 李沖.西安電子科技大學(xué) 2015
[4]基于FPGA的實時動態(tài)偵測系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計[D]. 楊磊.電子科技大學(xué) 2015
[5]基于Vivado的頻譜顯示系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 曹夢娜.陜西科技大學(xué) 2015
[6]基于DSP的G.729協(xié)議的優(yōu)化及實現(xiàn)[D]. 馮錦娟.南京郵電大學(xué) 2013
[7]基于FPGA的低速率語音聲碼器的研究與實現(xiàn)[D]. 時永鵬.西安電子科技大學(xué) 2008
[8]定點16位語音壓縮算法在24位DSP上的實現(xiàn)和優(yōu)化[D]. 盧鈺偉.北京郵電大學(xué) 2008
[9]G.729A語音編解碼算法研究及FPGA實現(xiàn)[D]. 孫陽.遼寧科技大學(xué) 2008
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本文編號：3623802