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基于DSP的通用语音编解码器的设计与实现

作　者: 董少杰
导　师: 聂伟
学　校: 北京化工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 通用语音编解码 PCM 增量调制 ADPCM CVSD DSP
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

语音信号的编解码是现代通信系统的重要组成部分,也是目前研究的热门课题,而通用语音编解码器由于其通用性和灵活性也越来越得到重视,其研究也取得很大的发展。DSP技术是21世纪运用最广泛的技术之一,掌握DSP的开发和应用显得越来越重要。本文主要针对通信工程专业的相关理论课中的话音信号处理部分和现代通信实验系统的信源编解码部分的需求,设计并实现了一种基于DSP的通用语音信号编解码器实验模块,该实验模块对语音编解码理论知识的理解、深入学习、技术实现以及研究都具有很好的促进作用。本文在语音编解码理论知识的基础上,查阅了相关文献资料,对课程中的四种常用语音信号处理方法进行了归纳和整理,对它们的压缩编码方法进行了对比,在掌握各语音编码关键技术和DSP技术的基础上,设计并实现了通用语音编解码实验模块,并在该模块上分别实现了G.711、DM、G.721、CVSD算法。为方便学生的学习和理解,硬件电路采用模块化和开放接口设计,使整个编解码的硬件电路思路符合理论课程讲述的语音信号处理流程,在关键信号处设置测试环和测试冒便于观察比较。在软件设计上采用结构和模块化的设计思想,使信号处理的流程清晰,程序设计简练,方便学生参与。语音编解码实验模块的硬件电路分五个部分,分别为滤波放大、数模与模数变换、信号处理、接口、控制和管理。学生通过这五个部分可以掌握目前主流技术,滤波器、A/D与D/A变换器、DSP、FPGA、单片机和PC机软件编程,为学生提供了多方面的学习和实践环境。在软件设计上采用结构设计的方法,即将程序分成算法程序、系统程序和控制程序三部分。目的是实现动态和持续的程序设计,方便学生对程序的修改和扩展。在这种设计结构下,每个部分负责不同的功能,根据用户界面的操作完成对程序数据的更新,同时数据的改变通过用户界面显示出来。程序的模块化设计是根据完成的任务不同将程序分成不同的函数或子程序,每个函数或子程序都提供函数名、接口和参数,学生根据功能、接口和参数完成功能或算法的编程,从而实现软件任务的分解,方便不同层次和不同学习阶段的学生实验。本文在完成设计的基础上,根据语音编解码原理给出了几个语音信号处理的实验项目,对算法进行了仿真,并对系统的功能和性能进行了测试,结果表明达到了设计要求。

基于DSP的通用语音编解码器的设计与实现

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