این مقاله با فرمت WORD  بوده قابل ویرایش است  و همچنین آماده پرینت می باشد .

 

موضوع پایان نامه: 

پياده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G.728  بر روی پردازنده TMS320C5402 

 

 

فهرست

 

مقدمه                                                                                                            4

 

فصل 1 : بررسی و مدل سازی سيگنال صحبت

 

          1-1- معرفی سيگنال صحبت                                                                         6

 

          1-2- مدل سازی پيشگويی خطی                                                                  10

 

          1-2-1- پنجره کردن سيگنال صحبت                                                                11

 

          1-2-2- پيش تاکيد سيگنال صحبت                                                                 13

 

          1-2-3- تخمين پارامترهای LPC 

 

فصل 2 : روش ها و استانداردهای کدينگ صحبت

 

          2-1- مقدمه                                                                                             15

 

          2-2- روش های کدينگ                                                                                19

 

          2-2-1- کدرهای شکل موج                                                                            21

 

          2-2-2- کدرهای صوتی                                                                                 22  

 

          2-2-3- کدرهای مختلط                                                                                 24

 

          الف- کدرهای مختلط حوزه فرکانس                                                                  27

 

           ب- کدرهای مختلط حوزه زمان                                                                       29

 

فصل 3 : کدر کم تاخير LD-CELP                                                             

 

          3-1- مقدمه                                                                                             34

 

          3-2- بررسی کدرکم تاخير LD-CELP     

 

           3-2-1- LPCمعکوس مرتبه بالا                                                                       39

 

           3-2-2- فيلتر وزنی شنيداری                                                                         42

 

           3-2-3- ساختار کتاب کد                                                                             42

 

           3-2-3-1- جستجوی کتاب کد                                                                       43

 

            3-2-4- شبه ديکدر                                                                                   45

 

            3-2-5- پست فيلتر                                                                                   46

 

فصل 4 : شبيه سازی مميزثابت الگوريتم به زبان C

 

          4-1- مقدمه                                                                                             49

 

          4-2- ويژگی های برنامه نويسی مميزثابت                                                         50

 

          4-3- ساده سازی محاسبات الگوريتم                                                               53

 

          4-3-1- تطبيق دهنده بهره                                                                            54

 

          4-3-2- محاسبه لگاريتم معکوس                                                                     58

 

          4-4- روندنمای برنامه                                                                                   59

 

           4-4-1- اينکدر                                                                                           63

 

           4-4-2- ديکدر                                                                                           69

 

فصل 5 : پياده سازی الگوريتم برروی DSP

 

          5-1- مقدمه                                                                                             74

 

          5-2- مروری بر پياده سازی بلادرنگ                                                                 75

 

          5-3- چيپ های DSP     

 

          5-3-1- DSPهای مميزثابت                                                                           77

 

          5-3-2- مروری بر DSPهای خانواده TMS320  

 

           5-3-2-1- معرفی سری TMS320C54x      

 

          5-4- توسعه برنامه بلادرنگ                                                                          81

 

          5-5- اجرای برنامه روی برد توسعه گر C5402 DSK    

 

         5-5-1- بکارگيری ابزارهای توسعه نرم افزار                                                         84

 

          5-5-2- استفاده از نرم افزارCCS

 

           5-5-3- نتايج پياده سازی                                                                             94

 

          5-6-نتيجه گيری و پيشنهاد                                                                           97

 

- ضمائم

 

ضميمه (الف): ديسکت برنامه های شبيه سازی مميز ثابت به زبان C و پياده سازی کدک به زبان اسمبلی

 

ضميمه (ب) : مقايسه برنامه نويسی Cو اسمبلی                                                         98

 

- مراجع                                                                                                          103

 

 

 

 

 - مقدمه

 

امروزه در عصر ارتباطات و گسترش روزافزون استفاده از شبكه هاي تلفن ،موبايل و اينترنت در جهان ومحدوديت پهناي باند در شبكه هاي مخابراتي ، كدينگ و فشرده سازي صحبت امري اجتناب ناپذير است . در چند دهه اخير روشهاي كدينگ مختلفي پديدآمده اند ولي بهترين و پركاربردترين آنها كدك هاي آناليزباسنتز هستند كه توسط Atal & Remedeدر سال 1982 معرفي شدند [2]. اخيرا مناسبترين الگوريتم براي كدينگ صحبت با كيفيت خوب در نرخ بيت هاي پائين و زير 16 kbps، روش پيشگويي خطي باتحريك كد (CELP)مي باشد كه در سال 1985 توسط Schroeder & Atalمعرفي شد [8]و تا كنون چندين استاندارد مهم كدينگ صحبت بر اساس CELPتعريف شده اند .

 

در سال 1988 CCITTبرنامه اي براي استانداردسازي يك كدك 16 kbpsبا تاخيراندك و      كيفيت بالا در برابر خطاهاي كانال آغاز نمود و براي آن كاربردهاي زيادي همچون شبكه PSTN،ISDN،تلفن تصويري و غيره در نظر گرفت . اين كدك در سال 1992 توسط Chen et al.   تحت عنوان LD-CELPمعرفي شد[6]و بصورت استاندارد G.728در آمد[9]و در سال 1994 مشخصات مميز ثابت اين كدك توسط ITUارائه شد[10]. با توجه به كيفيت بالاي اين كدك كه در آن صحبت سنتزشده از صحبت اوليه تقريبا غيرقابل تشخيص است  و كاربردهاي آن در شبكه هاي تلفن و اينترنت و ماهواره اي در اين گزارش به پياده سازي اين كدك مي پردازيم .

 

در فصل اول به معرفي وآناليز سيگنال صحبت پرداخته مي شود و در فصل دوم روش ها و استانداردهاي كدينگ بيان مي شوند . در فصل سوم كدك LD-CELPرا بيشتر بررسي مي كنيم و در فصل چهارم شبيه سازي مميز ثابت الگوريتم به زبان Cرا بيان مينمائيم. ودر پايان در فصل 5 به نحوه پياده سازي بلادرنگ كدكG.728بر روي پردازنده TMS320C5402مي پردازيم.

 

 

 

فصل 1

 

بررسي و مدل سازي سيگنال صحبت

 

 

 

1-1–معرفي سيگنال صحبت

 

 صحبت در اثر دميدن هوا از ريه ها به سمت حنجره و فضاي دهان توليد مي‏شود. در طول اين مسير در انتهاي حنجره، تارهاي صوتي[1] قرار دارند. فضاي دهان را از بعد از تارهاي صوتي ، لوله صوتي[2]  مي‏نا مند كه در يك مرد متوسط حدود cm17 طول دارد . در توليد برخي اصوات تارهاي صوتي كاملاً باز هستند و مانعي بر سر راه عبور هوا ايجاد نمي‏كنند كه اين اصوات را اصطلاحاً اصوات بي واك [3]  مي‏نامند. در دسته ديگر اصوات ، تارهاي صوتي مانع خروج طبيعي هوا از حنجره مي‏گردند كه اين باعث به ارتعاش درآمدن تارها شده و هوا به طور غير يكنواخت و تقريباً پالس شكل وارد فضاي دهان مي‏شود. اين دسته از اصوات را اصطلاحاً باواك[4]  مي‏گويند.

 

فركانس ارتعاش تارهاي صوتي در اصوات باواك را فركانس Pitchو دوره تناوب ارتعاش تارهاي صوتي را پريود Pitchمي‏نامند. هنگام انتشار امواج هوا در لوله صوتي، طيف فركانس اين امواج توسط لوله صوتي شكل مي‏گيرد و بسته به شكل لوله ، پديده تشديد در فركانس هاي خاصي رخ مي‏دهد كه به اين فركانس هاي تشديد فرمنت[5]  مي‏گويند.

 

از آنجا كه شكل لوله صوتي براي توليد اصوات مختلف، متفاوت است پس فرمنت ها براي اصوات گوناگون با هم فرق مي‏كنند. با توجه به اينكه صحبت يك فرآيند متغيير با زمان است پس پارامترهاي تعريف شده فوق اعم از فرمنت ها و پريود Pitchدر طول زمان تغيير مي‏كنند به علاوه مد صحبت به طور نامنظمي از باواك به بي واك و بالعكس تغيير مي‏كند. لوله صوتي ، همبستگي هاي زمان-كوتاه  ، در حدود 1 ms، درون سيگنال صحبت را در بر مي‏گيرد. و بخش مهمي از كار كدكننده هاي صوتي مدل كردن لوله صوتي به صورت يك فيلتر زمان-كوتاه مي‏باشد. همان طور كه شكل لوله صوتي نسبتاً آهسته تغيير مي‏كند، تابع انتقال اين فيلتر مدل كننده هم نياز به تجديد[6]، معمولاً در هر 20msيکبارخواهد داشت.

 

در شكل (1-1 الف) يك قطعه صحبت باواك كه با فركانس 8KHzنمونه برداري شده است ديده مي‏شود. اصوات باواك داراي تناوب زمان بلند به خاطر پريود Pitchهستند كه نوعاً  بين 2msتا 20msمي‏باشد. در اينجا پريود Pitchدر حدود 8msيا 64نمونه است. چگالي طيف توان اين قطعه از صحبت در شكل (1-1 ب) ديده مي‏شود[3].

 

اصوات بي واك نتيجه تحريك نويز مانند لوله صوتي هستند و تناوب زمان- بلند اندكي را در بر دارند ، همانگونه كه در شكل هاي (1-1 ج) و (1-1 د) ديده مي‏شود ولي همبستگي زمان كوتاه به خاطر لوله صوتي در آنها هنوز وجود دارد.

 

بطوركلي سيگنال صحبت  داراي افزونگي[7]زيادي است  كه ناشي از عوامل ذيل هستند:

 

.

 

.

 

.

 

ادامه مقاله پس از خرید