1、 湖南工学院毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 基于 ADPCM 的 语音编 解 码设计 学生姓名 刘 芳 班级学号 09401140201 专业 电子信息工程 一、选题背景和意义 随着社会发展 ,人类进入信息时代 ,对资源的利用要求越来越高 ,推动了语音编解码技术的飞速发展。同时 ,随着微电子技术的发展 ,超大规模集成电路设计技术的完善 ,使得语音边解码技术的应用越来越广泛 ,深入到消费电子领域、通信领域 ,如 IP 电话、数字录音笔、复读机等都是语音压缩编码技术典型的应用。 语音编码就是将模拟的语音信号数字化 ,利用数据的冗余 度或者语音听觉上的制约来压缩信号的不必要的信息 ,增加传输速
2、率 ,减少存储容量 ,然后进行传输、存储或者处理 ,而解码就是相反的一个过程。 ADPCM 是自适应差分脉冲编码调制的简称，最早使用于数字通信系统中。该算法利用了语音信号样点间的相关性，并针对语音信号的非平稳特点，使用了自适应预测和自适应量化，即量化器和预测器的参数能随输入信号的统计特性自适应于或接近于最佳的参数状态，在 32kbps 8khz 速率上能够给出网络等级话音质量。 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)，是一种针对 16bits( 或8bits 或者更高 ) 声音波形数据的一种有损压缩算法 ,它将声音流中每次采样的 1
3、6bit 数据以 4bit 存储 ,所以压缩比 1:4. 而且压缩 /解压缩算法非常简单 ,所以是一种低空间消耗，高质量高效率声音获得的好途径。 ADPCM 主要是针对连续的波形数据的，保存的是波形的变化情况，以达到 描述整个波形的目的 。 二 , 项目概述 自从 1937 年 A H Reeves 提出脉冲编码调制 (PCM)以来，语音编码技术已有 60 余年的发展历史。尤其近 20 年随着计算机和微电子技 术的发展语音编码技术得到飞速发展。CCITT 于 1972 年确定 64kbit sPCM 语音编码 G 711 建议，它已广泛的应用于数字通信、数字交换机等领域，至今， 64kbit
4、s 的标准 PCM 系统仍占统治地位。这种编码方法可以获得较好的语音质量但占用带宽较多， 在带宽资源有限的情况下不宜采用。 CCITT 于 80 年代初着手研究低于 64kb s 的非 PCM 编码算法，并于 1984 年通过了32kbit sADPCM 语音编码 G 721 建议，它不仅可以达到 PCM 相同的语音质量而且具有更优良的抗误码性能，广泛应用于卫星，海缆及 数字语音插空设备以及可变速率编码器中。之后又先后于 1986 年、 1988 年做了进一步修改， 它能在 32Kbit s 的码率，也就是一般PCM 一半码率的速度下达到接近普通 PCM 的话音质量，其抗误码性能优于 PCM。
5、 ADPCM 算法思路清晰，软件编程实现方便，具有良好的语音跟踪性能，能够很好地压缩语音信号，从而大大缩减数据存储空间，并且提高数据的传输速度。与其它编码方式相比， ADPCM 能提供跟高的压缩比，提高了频率利用率，因此在频带紧缺的现代通信中具有广泛的应用前景。 三，总体方案设计 ： ADPCM 是语音压缩 算法的方法之一，它能有效的压缩语音，又能还原出高质量的语音。本课题主要就是针对这一特点来进行的一个研究。 简述 总体设计方案如下： 利用 MATLAB 软件搭建一个系统来实现语音的编解码，首先向 编码 系统输入模拟信源比拟语音信号 及原信号波形 ，并对其数字化， 用 ADPCM 算法对信源
6、信息压缩编码，然后用 MATLAB 软件进行仿真，得出编码后波形。再将编码后的信号输入 解码系统，对压缩编码运用 ADPCM 算法解码并 还原其波形，运用 MATLAB 仿真得出波形，最后针对三次仿真波形对比分析 ，看能否实现最大可能低的编码速率和 最大可能高的语音合成质量，能否改善 优化 算法复杂度及编解码的延时。 本课题的重难点在于如何 保证编码后在语音质量一定的前提下进行高效率的压缩编码，以及如何在一定信息速率的前提下提高编码后语音质量。 四， 设计进程安排 1. 毕业实习及调研 . 第 2 3 周 2. 写开题报告 。 第 4 周 3. 收集、研究 相关 资料，明确 设计 所要达到的目标 . 第 5 周 4. 仔细研究相关资料，弄懂主要相关原理 . 第 6 周 5. 合理布置 ADPCM 的编解码 总体布局及 设计原理流程 图 . 第 7 8 周 6. 初步设计 编解码 各功能模块 . 第 9 周 7. 进行 各个模块 的详细设计 . 第 10 周 8. 仿真模拟整套系统 . 第 11 周 9. 进行总体设计的验证和总结 . 第 12 周 10. 整理文档、输入文档、打印文档、毕业答辩准备 . 第 13 14 周 11. 毕业答辩 第 15 周
