摘要：設計了基于DSP的G．729語音編解碼器，并針對G．729算法標準源碼代碼效率低、執行時間長的不足，從算法精簡、代碼優化等方面進行了優化。優化后的算法在保證了高質量語音輸出的同時，提高了編碼效率，實現了對語音信號的實時處理。最后對系統性能進行了測試，結果滿足設計要求。
關鍵詞：G．729；DSP；語音編碼；算法優化

0 引言
語音信號處理是現代通信研究的重要內容之一，語音壓縮編碼作為其關鍵技術，如今已得到了極大的發展。G．729是國際電信聯盟(ITU)于1996年提出的采用共軛結構代數碼激勵線性預測(CS-ACELP)的語音編碼算法，由于其具有低速率、低延時、高質量等優點，被廣泛應用于數字通信系統，如IP電話、視頻會議、移動通信等。數字信號處理器(DSP)價格低廉，并具有強大的運算能力，用它來實現G．729算法具有很大的現實意義。近年來，國內外研究基于DSP的G．729語音編碼算法的學者很多，但隨著無線通信系統用戶越來越多，以及DSP在結構、性能上的巨大變化，怎樣使該算法在DSP上最高效的實現，依然是一個很重要的課題。
本文首先對G．729算法進行了分析，然后結合DSP的特點，分別進行了系統的硬件和軟件設計。該系統不但滿足G．729算法要求，還可以作為其他語音編譯碼平臺；在此基礎上，本文針對ITU提供的標準源碼代碼效率低、執行時間長等不足，提出了算法的具體優化技術，并對優化結果進行了比較分析。結果表明，優化后的算法在保證語音質量的同時，提高了編碼效率，實現了對語音信號的實時處理。

1 ITU-T G．729原理分析
ITU-T G．729算法以自適應預測編碼技術為基礎，采用矢量量化、合成分析和感覺加權等技術。其編碼速率達到8 Kb／s，合成語音質量不低于32 Kb／sADPCM的水平。
該算法要求輸入信號為8 kHz取樣、16 b線性PCM信號。在編碼器端，每80樣點為一幀(每幀再分為兩個子幀)，分析并提取語音信號各種參數(LPC濾波器系數、自適應碼書和固定碼書的編號、自適應碼字增益和固定碼字增益)，把這些參數進行80 b編碼發送。
在解碼端，把收到的比特流恢復成參數編碼，解碼后得到各個參數，用自適應碼書編號從自適應碼書中得到自適應碼字，用固定碼書編號從固定碼書中得到固定碼字，分別乘以它們的增益，按點相加后構成激勵序列。激勵LPC綜合濾波器重構語音(綜合濾波器由LPC系數構成)。重構語音信號在輸出前經過后置處理，包括長時后置濾波、短時綜合濾波和高通濾波。

2 系統硬件設計
系統硬件結構圖如圖1所示。其中DSP芯片采用TI公司的TMS320VC5416，音頻接口采用16位音頻編解碼芯片TLV320AIC23，SRAM和FLASH分別采用芯片CY7C1041CV33和SST39VF400。此外，系統還配有電源芯片、電壓轉換芯片、CPLD(EPM3128ATC100)等。

系統編碼流程為：由音頻接口芯片TLV320AIC23將模擬信號轉換成8K×16 b／s的數字信號，采樣后的數字信號通過多通道緩沖串口McB-SP0傳送到DSP的內部緩沖區，當緩沖區內的數據積累到一幀(80×16 b)時啟動編碼程序，編碼完成后將8 Kb／s的壓縮碼流通過數字接口(Mc-BSP2)輸出至信道。
系統解碼流程為：由McBSP2將信道發送來的數字碼流接收至DSP的內部接收緩沖區，然后經DSP進行解碼處理，解碼后的數字語音通過Mc-BSP0發送給TLV320AIC23，經過D／A轉換恢復出原始語音信號。由此，該系統最終實現了語音的采集、編碼、發送和接收、解碼、播放的功能。