1 引言 在语音的数字通信和数字存储等应用领域,需要对语音信号进行实时采集和压缩处理。随着应用领域的逐步扩大,对语音数据采集和处理系统提出了更高的要求。由于VLSI技术的迅速发展,DSP(Digital signal processor数字信号处理器)的性能价格比得到了很大的提高,使得利用DSP的高速数据管理能力和处理能力来实现高速数据采集和处理成为实时数据采集和处理的一个新的发展方向。基于此,本文介绍的语音实时处理系统采用了高速DSP技术,利用DSP的高速数据管理能力和处理能力,实现对语音信号的实时采集和压缩处理。该系统是一个基于DSP的语音基带处理模块,主要完成语音数字化和编码、数据传输等功能。 2 系统基本原理及方案选择 2.1 语音数字化编码原理 本方案的语音数字化和编码采用连续可变斜率增量编码调制(CVSD),是自适应增量调制(ΔM)的一种改进。CVSD的量化步长是可动态调节的,它通过对输入信号的振幅变化率来调节量化步长的增量值,当输入信号的振幅变化率增大时,增量值也相应增大,反之亦然。因此它能在较大的动态范围内,始终使信号的量化信噪比接近于其最大值,对输入的原始信号进行准确的跟踪、量化及编码,从而拥有很高的信号保真度,有效地提高了语音编码的质量。 采样速率在20Kbps左右的CVSD的语音编码,与PCM和ADPCM相比,语音质量要略低于64Kbps的PCM和32Kbps的ADPCM,但要优于16Kbps的ADPCM。CVSD编码擅长处理丢失和被损坏的语音采样,即使误码率达到4%,经CVSD编码的语音还是可听的。系统采用该方法,可以在保证相同音质的情况下,使ΔM的码率 从ADPCM的32kb/s降到16kb/s或8kb/s。 2.2 系统性能指标 设计方案采用CVSD编译码,送入语音基带处理模块的最高语音数据流为16kb/s,经过DSP芯片的语音基带处理,可送出64kb/s数据至数字调制/解调电路。DSP的语音基带处理包括信道编译码、加入/提取信令、组/拆帧等。 2.3 DSP芯片的选择 设计方案选择TI公司的TMS320VC5409芯片,主要是基于以下几个原则。 1)运算速度:TMS320VC5409的指令速度可以的达到100MIPS,完全可以实现系统的实时处理要求。 2)片上硬件资源:TMS320VC5409片内ROM容量为16K×16位,片内双寻址RAM容量为32K×16位,可以减少片外存储器的容量。TMS320VC5409片内外设丰富,有软件等待状态发生器、主机借口HPI、时钟发生器、3个多通道缓冲串行口McBSP等,可以满足系统数据传输的需求。 ...... |