隨著通信、計算機網絡等技術的飛速發展，日益增加的客戶需求量和現有的通信信道容量之間的矛盾愈發突出。如何在有限的信道資源下，通過壓縮信源以提高傳輸效率已成為當前急需解決的問題之一。為此誕生了許多語音壓縮處理方法，G.723.1語音編碼算法便是ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部門)制定的H.324協議簇首推的標準算法，主要用于低比特率多媒體業務的話音或其他音頻信號分量的壓縮。它是一種雙速率語音編碼標準，其中6.3 kb/s的速率提供了良好的話音質量，而5.3kb/s的速率在提供較好通話質量的同時，也為系統設計者提供了更適合的靈活性[1]。
1 算法原理
??? G.723.1語音編碼算法按幀(Frame)對語音數據進行壓縮和解壓縮，每幀240個采樣點，壓縮傳遞的參數包括線性預測系數、自適應碼本的延時和增益、激勵脈沖位置、符號及格點比特等。
　　首先進行高通濾波，去掉直流分量；接著把一幀信號分成4個子幀，每個子幀60個采樣點，分別進行10階線性預測分析(LPC)，得到各子幀的LPC參數，把最后一個子幀的LPC參數轉化成線譜對(LSP)參數進行矢量量化編碼，送到解碼器。利用未量化的LPC參數構造短時感知加權濾波器，信號濾波后得到感覺加權的語音信號。每2個子幀(120樣點)搜索一個開環基音值，并以此為依據為每一個子幀構造一個諧波噪聲成形濾波器，對感知加權的語音信號進行濾波。每一子幀的LPC綜合濾波器、感覺加權濾波器和諧波噪聲成形濾波器聯起來，構成一個聯合濾波器，利用它的沖激響應和開環基音周期，對每一子幀進行閉環基音搜索，對開環搜索的結果進行修正。同時通過一個五階基音預測器對信號進行預測，得到相應子幀的殘差信號。最后進行固定碼本搜索，也就是對每一子幀的殘差信號進行矢量量化，對應兩種不同的編碼速率采用兩種不同的方法：編碼速率為6.3kb/s時，采用多脈沖最大似然量化(MP-MLQ)的方法，具有較高的重建語音質量；編碼速率為5.3kb/d時，采用代數碼本激勵線性預測(ACELP)方法。
　　算法的解碼也是按幀進行，主要對符合ITU-TG.723.1的碼流進行解碼，得到相應的參數，根據語音產生的機理，合成語音信號。讀入一幀碼流后，分別進行LSP參數、基音周期和激勵脈沖信號解碼，對LSP參數插值，然后轉化成各子幀的線性預測系數，構成LPC綜合濾波器。通過基音周期和激勵脈沖得到每一子幀的殘差信號，經過基音后濾波，輸入到LPC綜合濾波器，產生合成語音信號。經過共振峰后濾波和增益控制，形成高質量的重建語音信號。
2 算法實現
2.1 硬件設計
　　在選擇DSP芯片時，考慮了語音壓縮編碼算法的復雜度以及運算量，并對DPS芯片本身的運算能力、存儲空間大小、性能價格比、開發軟件的完整性等多方面進行綜合比較，最終選用TIC54xx系列的定點運算處理器TMS320C5416，開發平臺是TMS320C5416 DSK。
　　TMS320C5416的單指令周期為6.25ms，每秒執行的指令數為160M，使用了6級指令流水線結構，這些都很適合G.723.1語音編碼算法的實現。采用一個40 bitALU、128K×16 bit片內RAM(包括64 kB的片內DARAM和64 KB的片內SARAM)、3個獨立的16bit數據內存總線、1個程序內存總線、3個McBSP、6信道DMA控制器、1個8/16 bit并行增強主機端口接口及2個16 bit計時器[2，3]。
　　在DSK的基礎上，可以搭建出語音開發硬件系統平臺，如圖1所示。
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　　輸入語音信號由麥克風輸入，經過立體聲音頻多媒體數字信號編碼芯片PCM3002 A/D轉換后成為數字信號，接著送入DSP內進行編碼壓縮處理。處理后的數據經過解壓得到重建的語音信號，最后送入PCM3002 D/A轉換為模擬信號，通過耳機或揚聲器得以收聽到。
2.2 算法實現流程
　　根據G.723.1算法，設計實現流程如圖2所示。
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　　從流程圖中可以看到，首先關閉中斷、初始化DSP芯片和開發平臺；然后進行程序運行前的硬件配置，主要是配置外設，打開DMA和McBSP。配置結束后打開中斷屏蔽控制寄存器，等待中斷的到來。McBSP接收中斷發生時，DMA接收PCM3002發來的數據并存入緩沖區，并判斷是否滿一幀240個數據。如果不滿幀，就直接等待下一次McBSP接收中斷；如果滿一幀，通過DMA通道3將240個語音數據復制到緩沖區BUFF1，同時置位新幀標志位new_data，然后對數據進行編解碼處理。整個編解碼結束后，將得到的一幀240個合成語音數據復制到緩沖區BUFF2中，等待新幀標志位重新置1后進行下一幀的編解碼處理。McBSP發送中斷時，DMA把發送緩沖區的一個數據發送給PCM3002后，判斷是否滿一幀。如果不滿幀，就直接等到下一次McBSP發送中斷；如果滿一幀，即PCM3002接收到了240個數據，則把BUFF2中新一幀240個合成語音數據復制到發送緩沖區，等待下一次McBSP發送中斷。