AMBE-1000在語音壓縮中的應(yīng)用

根據(jù)對語音構(gòu)成的分析，應(yīng)運而生了多種對音頻信號的壓縮編碼算法，如CELP、RELP、VSELP、MP-MLQ、LPC-10MBE等，它們通過不同的算法，實現(xiàn)對音頻信號的壓縮。這些壓縮編碼算法的壓縮率、語音質(zhì)量各有所長，其中美國DVSI（Digital Voice System .Inc）公司提出的先進(jìn)多帶激勵A(yù)MBE（Advanced Multi-Band Excitation）壓縮編碼算法是其中的杰出代表。AMBE是基于MBE技術(shù)的低比特率、高質(zhì)量語音壓縮算法，具有語音音質(zhì)好和編碼波特率低等優(yōu)點，并植于DVSI公司的AMBE-1000語音壓縮芯片內(nèi)。該芯片是一高性能的多速率語音編碼/解碼芯片，其語音編碼/解碼速率可以在2400～9600b/s之間，以50b的間隔變化。在芯片內(nèi)部有相互獨立的語音編碼和解碼通道，可同時完成語音的編碼和解碼任務(wù)；并且所有的編碼和解碼操作都在芯片內(nèi)部完成，不需要外擴(kuò)的存儲器。AMBE-1000的這些特性使它非常適合于數(shù)字語音通信、加密語音通信以及其它需要對語音進(jìn)行數(shù)字處理的場合。

2 AMBE-1000 的工作原理及硬件接口

2.1 基本工作流程

簡單地說，AMBE-1000的工作過程如圖1所示。AMBE-1000可看成由兩個分開的編碼器和解碼器組成。編碼器接收8kHz的語音數(shù)據(jù)采樣流（如16位線性的，8位A律的或8位U律的）和輸出一個期望的波特

率的信道數(shù)據(jù)流。反之，解碼器接收一個信道數(shù)據(jù)流并合成一個語音數(shù)據(jù)流。AMBE-1000的編碼器和解碼器的接口時序是完全異步的。

2.2 信道接口

信道接口用于描述從編碼器輸出的壓縮比特流和輸入到解

碼器的壓縮比特流。該接口也可輸出狀態(tài)信息，例如可以檢測是否有雙音多頻（DTMF）的語音信號輸入。此外，該接口對編/解碼器執(zhí)行更復(fù)雜的控制操作（通常在初始化時）。這些控制功能包括語音和糾錯碼速度的選擇、A/D-D/A芯片的設(shè)備。在多數(shù)的語音傳輸系統(tǒng)中，實際編碼比特流以一定格式從信道中摘錄出來，并和系統(tǒng)信息合在一起構(gòu)成系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)流，通過傳輸信道發(fā)送；在接收端被摘錄出來，并通過解碼器構(gòu)成AMBE-1000所需格式的數(shù)據(jù)流。

AMBE-1000有多種工作模式：并行和串行、有幀和無幀格式、主動和被動。其中，并行被動幀模式是最靈活和實用的一種工作模式。通過上拉電阻和撥位開關(guān)與相應(yīng)的接口選擇引腳相連，就可以選擇相應(yīng)的工作模式。通過采用上述的方法，就可通過選擇開關(guān)在2400～9600b/s和50～4750b/s間自由選擇語音速率和糾錯碼速率。在串行主動模式下，AMBE-1000的工作時鐘為27MHz，CHS_O_CLK的時鐘為4.5MHz（27MHz/6），即在0.22μs內(nèi)需讀取1位數(shù)據(jù)。即使單片機工作在24MHz下，也無法讀取該數(shù)據(jù)，故須采用被動方式，這樣就可以自己設(shè)置CHS_O_CLK的時鐘，可該時鐘也需要滿足在20ms內(nèi)能夠讀取34字節(jié)的數(shù)據(jù)（即1幀數(shù)據(jù)）；同時并口占用較多的接口資源，故采用串行被動幀模式，其硬件連接如圖2所示。

2.3 數(shù)據(jù)格式

AMBE-1000的數(shù)據(jù)在有幀格式下，每幀由17個字組成。編碼器每20ms輸出17個字，而解碼器則要接收17個字。每幀的前5個字由幀標(biāo)志（Header）、識別標(biāo)志（ID）、狀態(tài)（輸出）或控制（輸入）信息組成，其余的12個字構(gòu)成編碼/解碼數(shù)據(jù)。這12個字共192位是AMBE-1000以9600b/s方式工作的最大數(shù)據(jù)率（192b/幀