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理聲學(xué)模分析子帶濾波器 mp3是mpeg-1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中音頻壓縮層3的簡(jiǎn)稱(chēng)，單聲道比特率一般取64kbps，在采樣率44.1khz的情況下，其壓縮比可達(dá)12倍以上，被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)等許多場(chǎng)合。由于解碼比編碼過(guò)程簡(jiǎn)單很多，mp3播放機(jī)或隨身聽(tīng)已隨處可見(jiàn)，但mp3編碼在單片機(jī)定點(diǎn)dsp上實(shí)現(xiàn)，并要保證音質(zhì)，則鮮有耳聞?？紤]到心理聲學(xué)模型在整個(gè)mp3音頻編碼算法中所占比例巨大，筆者從簡(jiǎn)化該模型入手，采用快速算法減少了帶編碼的運(yùn)算量和數(shù)據(jù)量，盡可能少量化編碼的迭代循環(huán)次數(shù)，從而在一片美國(guó)德州儀器公司的tms320c549芯片上實(shí)現(xiàn)了mp3的實(shí)時(shí)壓縮，用標(biāo)準(zhǔn)解碼軟件回放，主觀(guān)評(píng)定，對(duì)于通常的音頻能達(dá)到接近c(diǎn)d的音質(zhì)。1 mp3編碼算法及處理 圖1是mp3編碼器的系統(tǒng)方框圖。每聲道以1152個(gè)采樣值為一幀進(jìn)行處理。首先，分析子帶濾波器采用正交鏡像濾波器組，將20khz左右?guī)挼男盘?hào)劃分成相等帶寬的32個(gè)子帶。然后對(duì)子樣值作mdct以補(bǔ)償子帶濾波的不足，主要是為提高頻率分辨率、消除由子帶濾波引起的帶間混迭。 同時(shí)采樣值通過(guò)心理聲學(xué)模型計(jì)算出各頻帶的掩蔽閾值。 失真控制循環(huán)和非歸一化量化控制循環(huán)是量化編碼循環(huán)過(guò)程
當(dāng)前，voiceoverip（voip）技術(shù)正在不斷普及，通過(guò)internet的語(yǔ)音通信量也日漸增加，這就需要多通道的數(shù)據(jù)處理。傳統(tǒng)意義上的多通道處理是將多路的單通道處理并行安排?，F(xiàn)在的dsp芯片的運(yùn)算速度越來(lái)越快，以時(shí)鐘為100mhz的tms320c549為例，如果用它完成g.729a的編解碼，一片可以支持5~6路。因此，假如我們采用高速dsp芯片來(lái)充當(dāng)信號(hào)處理的核心的話(huà)，一片高速芯片可以替代以前的幾路，使得原有的多通道處理系統(tǒng)可以大大地簡(jiǎn)化，在硬件上的開(kāi)銷(xiāo)減小。 1 tms320c6201的結(jié)構(gòu)和性能 由美國(guó)ti公司生產(chǎn)的tms320c6201處理器[1]硬件資源豐富，主要由三大部分組成：cpu、外圍設(shè)備和存儲(chǔ)器。 c6201的地址總線(xiàn)為32位，所以尋址范圍達(dá)到4gb,其存儲(chǔ)器空間可分為四部分：片內(nèi)程序空間可以用作cache 、片內(nèi)數(shù)據(jù)空間、外部存儲(chǔ)空間和內(nèi)部外圍設(shè)備空間?？赏ㄟ^(guò)對(duì)五個(gè)bootmode引腳的設(shè)置靈活設(shè)定各空間的地址范圍。片內(nèi)數(shù)據(jù)ram包括四個(gè)8k×16的塊，這些塊交織在一起，使得cpu可同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)ram的兩個(gè)不同塊而不會(huì)發(fā)生沖突，提高了數(shù)據(jù)并行讀寫(xiě)的能力。對(duì)于較大的
摘 要 介紹compactflash卡的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；結(jié)合美國(guó)德州儀器(ti)公司的tms320c54x 系列數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)，詳細(xì)地說(shuō)明了dsp與compactflash卡接口設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵軟硬件技術(shù)；同時(shí)以tms320c549 csp評(píng)估板為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)完成了dsp與compactflash卡之間的接口電路，正確實(shí)現(xiàn)了dsp對(duì)compactflash卡的讀寫(xiě)及數(shù)據(jù)管理等各種功能。關(guān)鍵詞 dsp compactflash卡 cpld 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，小型化、大容量、低功耗、智能型是未來(lái)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展方向。近年來(lái)，各種小型存儲(chǔ)媒體不斷問(wèn)世，在便攜式設(shè)備中應(yīng)用廣泛。這些存儲(chǔ)媒體大多以flash memory(閃爍存儲(chǔ)器)為主要載體，內(nèi)部用微處理器進(jìn)行時(shí)序控制和存儲(chǔ)管理，通常做成非易失性存儲(chǔ)卡形式。目前常見(jiàn)的存儲(chǔ)卡類(lèi)型有：①multimedia card(多媒體卡)；②compactflash card(快閃磁盤(pán)卡)；③smartmedia card(智能媒體卡)；④memorystick(記憶棒)。各存儲(chǔ)卡在功耗、體積、容量等方面各有特色，但它們之間的接口
ｍｐ３是ｍｐｅｇ－１國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中音頻壓縮層３的簡(jiǎn)稱(chēng)，單聲道比特率一般?。叮矗耄猓穑?，在采樣率４４．１ｋｈｚ的情況下，其壓縮比可達(dá)１２倍以上，被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)等許多場(chǎng)合。由于解碼比編碼過(guò)程簡(jiǎn)單很多，ｍｐ３播放機(jī)或隨身聽(tīng)已隨處可見(jiàn)，但ｍｐ３編碼在單片定點(diǎn)ｄｓｐ上實(shí)現(xiàn)，并要保證音質(zhì)，則鮮有耳聞。考慮到心理聲學(xué)模型在整個(gè)ｍｐ３音頻編碼算法中所占比例巨大，筆者從簡(jiǎn)化該模型入手，采用快速算法減少子帶編碼的運(yùn)算量和數(shù)據(jù)量，盡可能減少量化編碼的迭代循環(huán)次數(shù)，從而在一片美國(guó)德州儀器公司的ｔｍｓ３２０ｃ５４９tms320c549芯片上實(shí)現(xiàn)了ｍｐ３的實(shí)時(shí)壓縮，用標(biāo)準(zhǔn)解碼軟件回放，主觀(guān)評(píng)定，對(duì)于通常的音頻能達(dá)到接近ｃｄ的音質(zhì)。 １ ｍｐ３編碼算法及原理 圖１是ｍｐ３編碼器的系統(tǒng)方框圖。每聲道以１１５２個(gè)采樣值為一幀進(jìn)行處理。首先，分析子帶濾波采用正交鏡像濾波器組，將２０ｋｈｚ左右?guī)挼男盘?hào)劃分成相等帶寬的３２個(gè)子帶。然后對(duì)子帶樣值作ｍｄｃｔ以補(bǔ)償子帶濾波的不足，主要是為提高頻率分辨率、消除由子帶濾波引起的帶間混迭。 同時(shí)采樣值通過(guò)心理聲學(xué)模型計(jì)算出各頻帶的掩蔽閾值。 失真控制循環(huán)和非歸一化量化控制循
使得在求和過(guò)程中不會(huì)溢出，但是這不能保證求和結(jié)果的幅值適合輸出硬件器件的要求范圍(da器件范圍通常是16bit)。 簡(jiǎn)單的方法是對(duì)超出范圍的值箝位。更好的方法是對(duì)求和結(jié)果分幀進(jìn)行歸一化定標(biāo)，具體就是：對(duì)某個(gè)求和語(yǔ)音幀中的所有樣本分析，若樣本s的值超過(guò)了器件所能表示的最大范圍，那么s之后的所有樣本均乘以一個(gè)衰減因子f。其中f是能夠使s滿(mǎn)足輸出器件范圍的最大值，顯然，f的絕對(duì)值小于1。這樣在箝位后的一段時(shí)間內(nèi)，語(yǔ)音樣本之間的大小是相對(duì)不變的。 在實(shí)驗(yàn)中選用了通用的16bit定點(diǎn)dsp芯片tms320c549進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真來(lái)完成多路音頻流的合成。各路線(xiàn)性樣本相加過(guò)程中，求和的值是不會(huì)溢出的，因?yàn)闃颖臼?6bit，而累加器是32bit。但和值很容易超過(guò)輸出硬件設(shè)備允許的范圍(16bit)。 在歸一化定標(biāo)處理中，初始化時(shí)衰減因子f為1，每次開(kāi)始處理一個(gè)新的樣本緩沖區(qū)時(shí)，任何一個(gè)樣本s超過(guò)了范圍，將s箝位，并且求得s與允許范圍值的比值f，在時(shí)序上位于s之后的樣本都除以f。但是為了避免語(yǔ)音不必要的衰減，而箝位操作有讓f越來(lái)越小的趨勢(shì)，因此需要有讓f變大的地方，這發(fā)生在每個(gè)新樣本緩沖區(qū)開(kāi)始處理的入口。新的
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