一款改进型语音编解码算法的分析与实现-analysis and implementation of an improved speech codec algorithm.docxVIP

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2018-06-03 发布于上海
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一款改进型语音编解码算法的分析与实现-analysis and implementation of an improved speech codec algorithm.docx

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一款改进型语音编解码算法的分析与实现-analysis and implementation of an improved speech codec algorithm

摘要语音压缩编码是与我们的日常生活联系最紧密的技术之一，其应用随处可见，已经取得了大量非常成熟的成果。其中，ITU-TG.723.1是一款性能优越的语音编码器，具有典型的现代语音编码核心技术。在本论文中，我们针对ITU-TG.723.1语音编码体制的算法，展开深入研究、改进，并在TMS320C5402DSP芯片平台上，应用汇编语言开发实现了G.723.1编解码算法。本文的主要工作包括以下几点。(1)算法理论研究与实现。深入研究了G.723.1算法，详细分析了其编解码器主要算法模块的原理，进行了高级语言的仿真实现。(2)降低编码码率。在某些应用场合下，我们希望使用的语音压缩算法，具有更低的编码速率，但算法框架和G.723.1兼容。论文把G.723.1的5.3kbps算法，进一步压缩码率为4.75kbps，而保持整个算法结构和主要功能模块不变。PESQ语音音质客观性评测表明，改进后的新算法的音质，虽然比G.723.1稍低，但优于同样码率的ETSIAMR4.75kbps算法的音质，远好于同档次码率的美国国防部FS1016算法的音质。(3)码字的比特敏感性研究。本论文还研究如何提高G.723.1（及其改进型算法）的抗信道误码能力，其核心在于研究编码码字中各比特出现误码的时候，对解码语音音质的影响程度。论文基于MonteCarlo仿真实验，利用随机误码仿真和PESQ语音音质客观性评测，构建了一套合理、完整的测试体系。仿真实验的测试结果同常规语音编码器的一般性结论相近，但更精细、准确。(4)DSP实现。论文在TMS320C5402DSP芯片平台上，应用汇编语言开发实现了G.723.1编码算法。测试表明，编码器的算法复杂度小于30MIPS，达到了实际应用的需求。主题词：G723.1语音编码语音压缩自适应码本定点化ABSTRACTSpeechcodingisoneofthetechniquesmostcloselyassociatedwitheverydaylife.Withawiderangeofapplication,ithasmadealotofverysophisticatedresults.Amongthem,ITU-TG.723.1isasuperiorperformanceofthevoice-encodingscheme,atypicalmodernspeechcodingcoretechnology.Inthispaper,fortheITU-TG.723.1codecalgorithm,weconductin-depthresearchandimprovement;further,basedontheTMS320VC5420DSPchipplatform,weachievetheexperimentalverificationoftheimprovedG.723.1codecalgorithmbyassemblylanguage.Themainworkisasfollows:Algorithmtheoryresearchandimplementation:In-depthstudyoftheG.723.1algorithm,adetailedanalysisofthemainprinciplesofthecodecalgorithmmodule,andsimulationimplementationbyhigh-levelassemblylanguage.Reducethebitrate:Insomeapplications,weneedavoicecompressionalgorithmwithalowerencodingrateandcompatibalalgorithmframeworkwithG.723.1.ThepaperimprovesG.723.1algorithmandcompressthebitratefrom5.3kbpsto4.75kbps,whilekeepingthealgorithmstructureandmainmodulesunchanged.PESQvoicequalityobjectiveevaluationshowedthatvoicequalityoftheimprovedalgorithm,althoughslightlylowerthanG.723.1,isbetterthanthesameratealgorithmofETSIAMR4.75kbps,andfarbetterthanthesameratealgorithmofFS1016(theU.S.DepartmentofDefense).Studyonthesensitivityofcodewordbits.Thepape