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基于MIPS嵌入式系统的iLBC编解码处理

作 者: 吴甜甜
导 师: 全子一
学 校: 北京邮电大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: iLBC语音编解码算法 定点转换 MIPS32 24KE 编译器级优化 代码级优化
分类号: TN919.81
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 37次
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内容摘要


随着语音技术在近年来的广泛的发展,互联网语音通信的应用日益普及,网络电话的语音通信质量成为影响其发展的一个至关重要的因素。为了在包交换网络中降低丢包对语音质量的影响,Global IP Sound提出了一种采用长时预测的方法及丢包掩蔽(Packet Loss Concealment)技术的算法,即iLBC算法。iLBC全称Internet Low Bit-rate Codec,是一种用于IP语音技术的新的编解码算法。iLBC本质上是一种基于帧的线性预测编码算法,是对CELP(Code Excited Linear Predictive Coding)的发展。iLBC具有动态码本更新技术,语音谱后增强算法,及丢包掩蔽技术,相对于之前的语音编解码算法如G.729A和G.723.1, iLBC在分组交换网络有更好的性能表现。本课题是实验室与集成芯片公司合作项目,主要工作是iLBC语音编解码算法研究及其在MIPS32 24KE上加以实现并优化,最终应用到网络电视中作为视频电话的音频编解码器。课题的实现过程分成三步,首先对iLBC算法进行了定点C语言的转换。然后,将定点转换后的代码移植到MIPS嵌入式平台上。最后,为了降低语音算法的运算复杂度,提高编解码的速度,从编译器级优化与代码级优化两个层次提升DSP代码的性能,并通过了一致化调试。最终在以MIPS3224KE为核心的PLM3K芯片上成功地达到了实时语音编解码的要求,达到商业化水平,并已由集成芯片公司批量生产。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 语音编解码技术的发展  9-12
    1.1.1 语音编解码概述  9-10
    1.1.2 常见的语音编解码算法  10-12
    1.1.3 iLBC语音编解码器  12
  1.2 嵌入式开发平台MIPS简介  12-13
  1.3 课题主要研究工作  13-15
    1.3.1 课题完成工作  13-14
    1.3.2 论文结构  14-15
第二章 iLBC语音编解码算法  15-29
  2.1 CELP编码技术  15-18
  2.2 iLBC编码过程  18-25
  2.3 iLBC解码过程  25-27
  2.4 本章小结  27-29
第三章 MIPS系统设计  29-43
  3.1 MIPS0的软件架构  29-34
    3.1.1 MIPS0的嵌入式操作系统  30-31
    3.1.2 MIPS0的硬件驱动  31
    3.1.3 MIPS0中间件  31-33
    3.1.4 MIPS0的应用层  33-34
  3.2 MIPS1的Framework架构  34-39
    3.2.1 MIPS1的系统架构  35-36
    3.2.2 MIPS1的工作原理  36-38
    3.2.3 MIPS1的工作流程  38-39
  3.3 音频解码模块说明  39-41
  3.4 本章小结  41-43
第四章 iLBC算法的DSP代码实现  43-51
  4.1 C代码定点化的实现  43-46
    4.1.1 定点函数库  43-45
    4.1.2 变量的定标  45-46
  4.2 DSP代码的实现  46-49
    4.2.1 DSP移植  46-47
    4.2.2 定点函数库的转换  47-49
  4.3 Ringbuf的设计  49-50
  4.4 本章小结  50-51
第五章 DSP代码优化及测试  51-66
  5.1 DSP代码优化  51-55
    5.1.1 编译器级优化  51-52
    5.1.2 代码性能分析  52-54
    5.1.3 代码级优化  54-55
  5.2 算法功能测试  55-60
    5.2.1 数据结果分析  56-59
    5.2.2 代码常见错误  59-60
  5.3 算法性能测试  60-65
    5.3.1 语音质量测试  60-64
    5.3.2 资源占用率评估  64-65
  5.4 本章小结  65-66
第六章 工作总结与展望  66-68
  6.1 工作总结  66-67
  6.2 工作展望  67-68
参考文献  68-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间发表的学术论文  71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信 > 图像编码
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