语音信号μ/A律压缩的DSP软件实现(英文文献+中期报告)
一.毕业设计的具体任务与要求
语音信号的μ/A律压缩是最简单的语音信号压缩方式，C54X系列DSP中有硬件实现的标准μ律和A律压缩算法，通过控制寄存器实现语音信号的压缩。对于非标准的μ律和A律压缩，DSP硬件不能直接实现。毕业设计要求使用DSP实现语音信号的μ/A律压缩，了解DSP硬件实现μ/A律压缩解压的方法和原理，最后采用软件实现语音信号的μ/A律压缩，其主要任务如下：
1.熟悉数字通信系统的基本原理，深入理解数字化语音信号压缩传输的相关原理；
2.学习掌握TMS320C54X DSP原理和结构特点；
3.学习并熟练运用CCS软件；
4.了解DSP硬件实现μ/A律压缩解压的方法和原理，采用软件实现语音信号的μ/A律压缩，给出程序运行结果及结果分析。
二.课题总体方案论述
语音信号的编码方式一般为PCM编码，采用DSP可以直接对PCM编码后的语音信号进行μ/A律压缩。PCM编码即脉冲编码调制，也就是将模拟信号转换成数字信号，然后再转换成二进制数字信号的方法。
μ/A压缩解压编码是国际电报电话协会（CCITT）最早推出的G.711语音压缩解压编码的一种格式的主要内容。其中欧洲和中国等国家采用A律压缩解压编码，美国和日本等国家采用μ律压缩解压编码，由于中国采用A律，所以该毕业设计主要研究用A律压缩解压算法实现语音信号的压缩。DSP硬件实现数据压缩解压的简单流程：DSP将传输来的压缩后的数据进行解压成16位或30位，然后对解压后的数据进行分析、处理，然后将处理后的数据按照要求压缩成8位的数据格式输出到相应的设备，供其他设备读取。
DSP将压缩的8位数据解压成16位的DSP通用数据格式，其中高13位为解压后的数据，低3位补0。这是因为G.711的A律压缩只能对13位数据操作。DSP将解压后的数据放在缓冲串口的发送寄存器中，只要运行发送指令，缓冲串口就会将数据发送出去。缓冲串口对接受数据的解压过程和压缩过程完全相反。图1是A律数据解压的示意图。               15                                     3       2         0
                   Value      0
发送缓冲器      
图 图1   A律数据解压的示意图
DSP内部缓冲串口（McBSPs）带有硬件实现的μ/A律压缩解压，只需要在相应寄存器中进行设置就可以了。在进行A律压缩时，采样后的12位数据，默认其最高位为符号位，压缩时要保持最高位即符号位不变，原数据的后11位要压缩成7位。这7位码由3位段落码和4位段内码组成。具体的压缩变换后的数据根据后11位数据大小决定。压缩后数据的最高位（第7位）表示符号，量阶分别为1、2、4、8、16、32、64，由压缩后数据的第6位到第4位决定，第3位到第0位为段内码。压缩后数据有一定的失真，有些数据不能表示出，只能取最接近该数据的压缩值。图2是语音压缩的简单原理：
图2 语音压缩原理
根据上述分析可知，压缩程序核心部分主要完成如下5个步骤：
1.将输入的16位二进制数右移3位,取其高13位为输入值；
2.取出输入值的符号位P；
3.将输入码右移6位后，求得此时最高有效位的值加1，即为压缩码的段落码SSS；
4.取紧随最高有效位后的4位，作为段内码QQQQ；
5.将上述求得的各值依次拼接即得到输入值对应的压缩码。
三.毕业设计任务书所要求的进度
06-07-1学期
查阅资料，完成英文翻译；查阅与课题相关的文献和书籍，撰写读书笔记；熟悉语音信号μ/A律压缩原理及有关知识，明确课题的研究方向；学习TMS320C54X系列芯片内容；熟悉CCS仿真软件的使用方法。
06-07-2学期
1-2周：整理设计方案，完成开题报告；
3-8周：熟悉CCS软件，完善设计方案，编写流程图和DSP汇编语言程序；
9-10周：根据完成情况撰写中期报告；
11-14周：继续调试程序，对程序再次进行仿真编译，达到预期结果；
15-16周：撰写毕业设计论文，准备答辩。
四.已完成的设计任务（阶段性成果）
1.根据以上步骤编写流程图：
2.根据流程图编写程序：
.mmregs
.ref start
.data
.bss speechin,1024,0,0
.bss speechsave,1024,0,0
.bss speechout,1024,0,0
.text
start:
LD   #1023,A
STM  speechin,AR3
loop:
STL   A,*AR3+
SUB   #1,A
BC   loop,ANEQ
NOP
STM  1D02H,AR7
STM  #1023,*AR7
STM  speechin,AR3
STM  seechsave,AR4
loop1:
STM  0,AR2
BIT   *AR3,15-9
RSBX  OVM
NOP
BC  positive,NTC
STM  #1,AR2
NEG  A
LD  #1FFh,B
AND  B,A
STL  A,*AR3
positive:
BIT  *AR3,15-8
NOP
NOP
BC  next1,NTC
LD  #0F0h,B
LD  *AR3,A
AND  B,A
ST  7,*AR4
B  cmpssover
next1:
BIT  *AR3,15-7
NOP
NOP
BC  next2,NTC
LD  #78h,B
AND  B,A
RSBX  C
ROL A
ST  6,*AR4
B  cmpssover
next2:
BIT  *AR3,15-6
NOP
NOP
BC  next3,NTC
AND  B,A
RSBX  C
ROL A
ROL A
ST  5,*AR4
B  cmpssover
next3:
   BIT  *AR3,15-5
   NOP
   NOP
www.751com.cn
   RPT  #2
   ROL A
   ST  4,*AR4
   B  cmpssover
next4:
   BIT  *AR3,15-4
   NOP
   NOP
   BC  next5,NTC
   LD  #0Fh,B
   AND  B,A
   RSBX  C
   RPT  #3
   ROL A
   ST  3,*AR4
   B  cmpssover
next5:
   BIT  *AR3,15-3
   NOP
   NOP
   BC  next6,NTC
   LD  #7h,B
   AND  B,A
   RSBX  C
   RPT  #4
   ROL  A
   ST  2,*AR4
   B  cmpssover
next6:
     BIT  *AR3,15-2
     NOP
     NOP
     BC  next7,NTC
     LD  #3h,B
     AND  B,A
     RSBX  C
     RPT  #5
     ROL  A
     ST  1,*AR4
     B  cmpssover
next7:
     LD  #1h,B

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