發(fā)布時間：2017-06-08 02:08

  本文關(guān)鍵詞：語音壓縮及在鐵路通信中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,在通信領(lǐng)域里,數(shù)據(jù)、圖像和視頻等非語音信息在通信信息的總量中所占的比重不斷增長。然而,對于現(xiàn)代通信系統(tǒng),語音通信業(yè)務(wù)仍然是至關(guān)重要的、必不可少的。在鐵路通信中,語音信息對鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)發(fā)揮著重要作用,關(guān)乎著鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩�。同時,有助于行車事故的事后分析及鑒定和規(guī)范乘務(wù)人員的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。無線列調(diào)便攜臺是鐵路通信中的重要設(shè)備。目前鐵路通信使用的GP3688便攜臺只能進(jìn)行語音通信,無法存儲語音數(shù)據(jù),已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在鐵路通信的需要。為了提高列車運(yùn)營的安全性,需要對GP3688便攜臺進(jìn)行升級改進(jìn),加裝了語音記錄模塊;采用語音壓縮算法對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮以減少語音數(shù)據(jù)的存儲空間和傳輸所需的帶寬;在語音記錄儀上增加無線模塊以實現(xiàn)對便攜臺中語音數(shù)據(jù)的管理功能。升級改進(jìn)后的便攜臺定型為TWX-I。語音壓縮編碼是本課題的一項主要工作,通過對比權(quán)衡后,本課題選擇當(dāng)前中、低速率語音編碼中的主流算法G.729A。G.729A在8 kbit/s碼率下合成語音質(zhì)量水平較高,是一種具有較高的壓縮比的同時也有較好的語音質(zhì)量的壓縮算法。將其應(yīng)用在鐵路通信中的無線列調(diào)便攜臺中,可滿足鐵路通信對語音數(shù)據(jù)壓縮存儲的需要。由于G.729A算法的復(fù)雜度較高,在實際應(yīng)用時遇到語音信號無法進(jìn)行實時壓縮處理的問題。本文針對語音壓縮編碼算法復(fù)雜的問題,通過對語音編碼運(yùn)算量的測試和復(fù)雜度的分析,確定算法中占用時間較多的函數(shù),制定出了C語言層面和匯編層面相結(jié)合的優(yōu)化策略。在C語言層面,利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化和去除飽和運(yùn)算的方法降低復(fù)雜度。在匯編語言層面,利用ARM匯編語言并結(jié)合ARM Cortex-M3的特性重寫了G.729A中調(diào)用次數(shù)多、占用時間多的函數(shù)。通過優(yōu)化,將語音壓縮編碼應(yīng)用于新型TWX-I無線列調(diào)便攜臺語音記錄儀模塊上,實現(xiàn)了16倍實時語音壓縮。經(jīng)過測試序列對優(yōu)化后的算法進(jìn)行測試,在保證語音質(zhì)量的前提下,減少了81.8%的編碼時間,滿足了實時語音壓縮的要求。實踐表明,本文的優(yōu)化方法效果良好,成果已通過檢測評估,新型TWX-I無線列調(diào)便攜臺即將投入量產(chǎn)。
【關(guān)鍵詞】：無線列調(diào)便攜臺 語音記錄 G.729A 語音壓縮 優(yōu)化ARM Cortex-M3
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN912.3;U285
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-15
• 1.1 選題的背景和意義9-10
• 1.2 語音壓縮的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容12-13
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第2章 無線列車調(diào)度通信系統(tǒng)15-23
• 2.1 無線列車調(diào)度通信系統(tǒng)組成15-16
• 2.2 無線列調(diào)便攜臺16-20
• 2.2.1 新型TWX-I無線列調(diào)便攜臺17-19
• 2.2.2 新型TWX-I無線列調(diào)便攜臺語音數(shù)據(jù)流19-20
• 2.3 新型TWX-I無線列調(diào)便攜臺的主要功能20-23
• 2.3.1 無線列調(diào)B制式呼叫通話功能20-21
• 2.3.2 錄音功能21-23
• 第3章 語音壓縮編碼23-43
• 3.1 語音壓縮編碼技術(shù)概述23-30
• 3.1.1 語音壓縮編碼技術(shù)的發(fā)展23-24
• 3.1.2 語音壓縮編碼的原理24-25
• 3.1.3 語音壓縮編碼的分類25-27
• 3.1.4 語音壓縮編碼的性能指標(biāo)27-30
• 3.2 語音編碼技術(shù)對比選擇30-32
• 3.3 G.729A編碼技術(shù)32-40
• 3.3.1 G.729A概述32-34
• 3.3.2 編碼器34-40
• 3.3.3 解碼器40
• 3.4 G.729A在ARM上實現(xiàn)40-43
• 第4章 優(yōu)化實現(xiàn)43-61
• 4.1 運(yùn)算量測試及復(fù)雜度分析43-45
• 4.2 制定優(yōu)化策略45-48
• 4.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化實現(xiàn)48-50
• 4.3.1 宏替換優(yōu)化48-49
• 4.3.2 循環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)化49-50
• 4.3.3 函數(shù)宏替換展開50
• 4.4 飽和運(yùn)算處理50-52
• 4.5 匯編優(yōu)化52-61
• 4.5.1 ARM Cortex-M3微架構(gòu)簡析52-54
• 4.5.2 匯編優(yōu)化實現(xiàn)54-61
• 第5章 測試及分析61-71
• 5.1 主觀質(zhì)量61-64
• 5.1.1 1kHz正弦波測試61
• 5.1.2 實際語音測試61-64
• 5.2 客觀質(zhì)量64-65
• 5.3 占用空間和編碼效率測試65-67
• 5.4 無線列調(diào)便攜臺性能測試67-71
• 第6章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-79
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果79

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