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DSP课程设计

实 验 报 告

语音压缩、存储和回放

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目 录

一、设计任务书封面… 1

二、设计内容与要求… 3

三、设计算法原理说明… 4

四、程序设计、调试与结果分析… 7

CMD程序，C语言程序… 7

调试过程… 15

波形与数据显示… 16

五、设计（安装）与调试的体会… 17

六、参考文献… 18

语音的压缩、存储与回放

一、设计要求与目标

使用DSP实现语音压缩和解压缩的基本算法，算法类型自定，例如可以采用G.711、G.729等语音压缩算法。

采用A/D转换器从MIC输入口实时采集语音信号，进行压缩后存储到DSP的片内和片外RAM存储器中，存储时间不小于10秒。

存储器存满之后，使用DSP进行实时解压缩，并从SPEAKER输出口进行回放输出。

使用指示灯对语音存储和回放过程进行指示。发挥部分：

使用多种算法进行语音的压缩、存储和解压缩，比较它们之间的优缺点。

二、实验目的

1、通过本实验掌握5402DSP片上外设多通道缓冲串行口mcbsp。

2、学习掌握tlc320ad50CODEC编译码器的内部结构、工作原理。

3、学习A律语音压缩以及C语言下的编程方法。

三、实验原理

语音采集与输出模块

语音采集与输出模块采用的是TI公司推出的一款高性能的立体声音频Codec芯片TLC320AD50C，内置耳机输出放大器，支持MIC和LINEIN两种输入方式（二选一），且对输入和输出都具有可编程增益调节。AD50的模数转换（ADCs）和数模转换（DACs）部件高度集成在芯片内部，采用了先进的Sigma－delta过采样技术，可以在8K到96K的频率范围内提供16bit、20bit、24bit和32bit的采样，ADC和DAC的输出信噪比分别可以达到90dB和100dB。与此同时，AD50还具有很低的能耗，回放模式下功率仅为23mW，省电模式下更是小于15uW。由于具有上述优点，使得AD50是一款非常理想的音频模拟I/O器件，可以很

好的应用在随声听（如CD，MP3） 、录音机等数字音频领域[2。]

由TLC320AD50C组成的

语音输入与输出模块不仅采样率高最高可达96K，且外围电路简单，性价比高。

语音编码

概念：

语音编码一般分为两类：一类是波形编码，一类是被称为“声码器技术”的编码。PCM编码即脉冲编码调制。

波形编码的最简单形式就是脉冲编码调制（Pulsecodemodulati）o，n这种方式将语音变换成与其幅度成正比的二进制序列，而二进制数值往往采用脉冲表示，并用脉冲对采样幅度进行编码，所以叫做脉冲编码调制。

脉冲编码调制没有考虑语音的性质，所以信号没有得到压缩。

量化：

脉冲编码调制用同等的量化级数进行量化，即采用均匀量化，而均匀量化是基本的量化方式。但是均匀量化有缺点，在信号动态范围较大而方差较小的时候，其信噪比会下降。

国际上有两种非均匀量化的方法：A律和u律，u律是最常用的一种。在美国，7位u律是长途电话质量的标准。而我国采用的是A律压缩，而且有标准的A律PCM编码芯片。

DPCMADPCM ：

降低传输比特率的方法之一是减少编码的信息量，这要消除语音信号中的冗余度。相邻

的语音样本之间存在明显的相关性，因此对相邻样本间的差信号进行编码，便可使信息量得到压缩。因为差分信号比原语音信号的动态范围和平均能量都小。这种编码叫 DifferentialPCM,简称DPCM，即差分脉冲编码调制。

ADPCM 即自适应差分脉冲编码调制，是包括短时预测的编码系统。CCITT（国际电报电话咨询委员会）在1984年提出的32kbit/s的编码器建议就是采用ADPCM 作为长途传输中

的国际通用语音编码方案。这种ADPCM 编码方案达到64kbit/sPC的M有很好的抗误码性能。

（4）a律压缩a律压缩示意图

A律压缩编码表

A律压缩编码表

语音传输质量，并具

线性输入编码

线性输入编码

0000000wxyza

压缩编码

000wxyz

0000001wxyza

000001wxyzab

001wxyz

010wxyz

00001wxyzabc

0001wxyzabcd

011wxyz

100wxyz

001wxyzabcde

01wxyzabcdef

101wxyz

110wxyz

1wxyzabcdefg

111wxyz

采用DSP 可以直接对PCM 编码后的语音信号进行μ律和A律压缩。图1是DSP 硬件实现数据压缩解压的简单流程，DSP 将传输来的压缩后的数据进行解压成16位或者32

位，然后对