基于Cortex-M4的G.729A算法的实现与优化

发布时间：2017-11-02 18:10

  本文关键词：基于Cortex-M4的G.729A算法的实现与优化

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【摘要】：如今,通讯技术正在飞速的进步,我们通信的带宽也正在面临着越来越拥挤的的问题,在语音通信领域,人们一直在想办法提高语音的编码算法的压缩量。在语音编码算法领域,从64kb/s的PCM语音编码国际标准以来,接着又有32kb/s的ADPCM、16kb/s的LD-CELP以及8kb/s的CS-ACELP等等一些国际标准出台。在这里面8kb/s的CS-ACELP标准又叫做G.729标准,G.729标准采取了现在语音压缩编码的很多种高端技术,G.729标准,也就是本论文要讨论的标准,是CCITT所的提出的语音压缩编码标准中复杂度最高的一种算法。G.729标准的实际应用也很多,像VoIP、可视会议和和电话会议等。ITU-TG.729标准是基于共轭结构-代数码激励线性预测(CS-ACELP)算法的语音压缩编码标准。G729最初是由美国、法国、日本和加拿大的几家著名国际电信实体联合开发的,后来是由国际电信联盟于1996年3月通过的一种语音压缩算法。G.729是根据人的发声机理通过提取并传递语音的特征参数来减少冗余提高通信的效率。8K采样16 bit量化的原始语音通过G.729编码后可以将码率降到8Kbps,极大的减小带宽的使用,这是低比特率编解码最显著的特点。目前,G.729编解码算法已经在VOIP上广泛使用。这种算法是属于混合编码方法,采用了很多高端的语音分析方法,它的码率只有8kbit/s,用语音合成的主观评价标准来评价,其MOS分高达4.0分,G.729标准是合成语音质量与编码速率综合效率最优的压缩算法之一。G.729A则是G.729的简化版本,它降低了算法复杂度,而且编解码后的音质和G.729相当。本文首先对语音编解码技术的发展历史及趋势做了一个概述,对语音信号的数学模型和G.729编码器和解码器结构做了一个介绍,在对ARM Cortex系列处理器进行了一个简介,其后主要是对Cortex-M4系列处理器做一个简单的介绍,对编码评价指标做一个简单的概述,然后主要介绍了G.729A语音编解码算法在32位Cortex-M4上的实现及优化过程,主要有C语言级的优化和汇编语言级的优化两部分,再对优化的结果进行了说明分析。最后对整个优化过程做了小结。目前Cortex-M系列处理器已经广泛应用于嵌入式音频领域,而现在大部分G.729A语音编解码算法都是在16 bit的DSP上实现,因此本课题具有很大的实践意义。
【关键词】：G.729 Cortex-M4 实现及优化
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN912.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题的研究背景及意义、国内外现状和发展趋势10-19
• 1.2 本课题的主要研究内容19-20
• 第2章 G.729语音编解码技术20-22
• 2.1 语音信号的数字模型20-22
• 第3章 ARM Cortex系列处理器22-27
• 3.1 ARM Cortex简介22-23
• 3.2 Cortex-M4处理器23-27
• 3.2.1 Cortex-M4的技术特点23-24
• 3.2.2 Cortex-M4的数字信号处理能力24-26
• 3.2.3 Cortex-M4的DSP指令26-27
• 第4章 G.729A语音编解码算法的实现27-37
• 4.1 代码的性能分析28-32
• 4.2 G.729A源码在Cortex-M4上的实现32-34
• 4.3 G.729A源码的打包与封装34-37
• 第5章 G.729A 算法的优化及其性能评价37-44
• 5.1 C语言级的优化37-39
• 5.1.1 编译器的优化37-38
• 5.1.2 基本运算的优化38-39
• 5.2 汇编语言级的优化39-41
• 5.2.1 利用芯片字长的特点39
• 5.2.2 利用芯片指令的特点39-41
• 5.3 优化的结果分析41-42
• 5.4 性能评价42-44
• 第6章 总结与展望44-45
• 6.1 总结44
• 6.2 展望44-45
• 参考文献45-48
• 致谢48-49
• 附录49-52

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 卢钰伟;定点16位语音压缩算法在24位DSP上的实现和优化[D];北京邮电大学;2008年

2 薛金松;G.729B语音编码器的优化及其在DSP上的实现[D];西安电子科技大学;2007年

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本文编号：1132578