基于FPGA的自适应码本搜索算法

语音是人们沟通的重要方式。在通信网络高速发展的今天，各种语音系统丰富着人们的生活。语音编码是对语音信号的数学处理，是语音信号数字化的必然途径。纯粹的波形编码速率高，混合编码是对波形编码的改进。通过提取语音里丰富的基音特征，将波形编码和参数编码结合，可以实现较低的编码比特速率，并保证一定的语音质量。以ACELP作为算法核心是G．723.1、G.729、AMR、G.722.2等系列编码标准的共同点。 本文研究了自适应码本搜索算法的原理。基于MATLAB对自适应码本搜索进行了仿真研究。通过研究FPGA技术及应用，基于FPGA利用Quartus Ⅱ6.0平台实现了开环基音搜索、闭环基音搜索2个关键环节。通过自顶向下及模块化设计思想，将运算及硬件资源消耗分散到各模块中。针对FPGA可重构计算特性，本文基于图灵机的角度对FPGA可重构计算进行了抽象。通过一个语音编解码数学模型，将语音编解码的关键问题映射到数学模型。针对FPGA，提出了一种成本模型，用于算法实现方案论证阶段的量化评估。 码本自适应搜索算法应用在最新的移动通信领域，是3G移动通信标准AMR的重要组成。基于FPGA的码本自适应码本算法实现与其他方式相比，算法执行速度提高。基于FPGA的算法实现充分体现了实时性和灵活性，对语音编码标准的工程实现具有积极意义。

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