语音信号μ/A律压缩的DSP软件实现(英文文献+中期报告)
图5-8断点设置
是通过观察程序中的数据图形显示结果来实现程序的调试。从View菜单,选择Graph-Time/Frequency命令,系统弹出“图形属性”对话框,如图5-9所示;在表中填入参数,单击OK键,保存输入的参数,建立图形。
图5-9设置参数
5.4 仿真运行结果及分析
为了便于对实验数据及结果的观察,本次实验采用一组已经设定好的数字信号去代替模拟信号经过A/D转换后生成的数字信号进行实验的仿真。这样直接用一组连续的数字信号进行数据压缩,可以很方便进行参数设置,调试程序时也可以清楚直观的看到图形结果的显示,更便于程序的修改、完善。
程序实现将数据0-1023的1024个数据经过压缩然后解压恢复数据。数据压缩采用A律的压缩方式,理论值可用13折线算法算出,实验证明通过软件设计DSP可以实现对非标准的语音信号进行压缩和解压,并且可以达到通过理论计算得到的数值。程序实现压缩和解压分为三个阶段,即输入数据,将数据分为正负数进行处理,压缩/解压输出数据。通过图形显示我们可以很清楚地看见这三个部分的实现。5.4.1 输入数据显示
通过图形显示可以看见程序输入的1024个数据,数据从1023开始到0结束,数据开始的首地址是0x0080单元,程序运行完第一个loop循环就可以得到这1024个数据;图形显示设置参数如5.3.7所述,图形显示如图5-10所示。
图5-10 程序产生的1024个数据图形显示
5.4.2 程序改变后数据显示
由于DSP芯片的通用数据格式是16位的,所以程序将输入的1024个数据分为正负数进行处理,0-511为正数,512-1023为负数;程序将输入的数据改写成如图5-11所示。
5.4.3程序解压后数据显示
程序对这1024个数据进行压缩和解压,解压后数据如图5-12所示,图中出现微小的阶梯状是由于解压后产生的量化误差,图中可以看出数据越大量化误差越大。
由此可知μ/A律压缩对于小信号进行扩张,大信号进行适当的压缩,从而改善了小信号的量化信噪比,使整个信号量化信噪比趋于平坦。
图5-11程序改变后的1024个数据
5-12程序解压后的数据
第6章 结论
μ/A律压缩是一种最简单的线性位压缩方式,可以将高位的数据压缩成低位的数据。μ/A律压缩适合于声音信号的播放和传输系统。采集和播放音乐信号时,采用高位的AD和DA,可以得到较好的音乐效果。传输或者保存声音信号时,可以压缩存储,从而在同样的存储空间上存储较长时间的语音信号。现在很多简单的录音设备(例如,录音笔和录音话筒)就采用这种方式。
同时语音信号的数字化传输,一直是通信的发展方向之一。采用μ/A律压缩技术进行语音传输比语音信号模拟传输有很多优点,不仅可以大大节省带宽,实现起来也比较容易。μ/A律压缩既可用软件也可用硬件的方法实现。软件实现就是将压缩算法用软件方法实现,这样做的好处是成本低、修改方便灵活,但处理速度较慢,不易保证处理的实时性。
虽然μ/A律压缩率不高,且压缩的失真是固定的,不能通过算法提高,在较为复杂的语音设备中,使用较少。但是作为我们本科生的设计课题还是很有用处的,在课题的研究过程中,我们很自然的回顾了通信原理、DSP原理与应用等相关的专业知识,对我们整个四年的专业课学习起到了总结和贯通的作用。
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