隨著多媒體信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，信息量快速增長(zhǎng)，使信道資源顯得越來(lái)越寶貴。為了在有限的信道資源下傳輸盡可能多的信息，語(yǔ)音壓縮成為必要手段。ITU組織（國(guó)際電信聯(lián)盟）在l996年制定了G.729協(xié)議，即共軛結(jié)構(gòu)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼算法（CS-ACELP）。其編碼速率為8kb/s，可以滿足網(wǎng)絡(luò)通信的要求，具有良好的語(yǔ)音質(zhì)量，對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性，是一種性能較好的語(yǔ)音壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用在個(gè)人移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等各個(gè)領(lǐng)域。
　　1 G.729編解碼算法的原理
　　語(yǔ)音信號(hào)的波形編碼力圖使重建語(yǔ)音波形保持原始語(yǔ)音信號(hào)的波形形狀。這類編碼器通常將語(yǔ)音信號(hào)作為一般的波形信號(hào)來(lái)處理，它具有適應(yīng)能力強(qiáng)、語(yǔ)音質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，但所需用的編碼速率高。參數(shù)編碼通過(guò)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)特征參數(shù)的提取及編碼來(lái)降低編碼速率，力圖使重建語(yǔ)音信號(hào)盡可能保持原語(yǔ)音的語(yǔ)意，而重建信號(hào)的波形同原語(yǔ)音信號(hào)的波形可能會(huì)有相當(dāng)大的差別。二十世紀(jì)70年代中期，特別是80年代以來(lái)，語(yǔ)音編碼技術(shù)有了突破性的進(jìn)展，提出了一些非常有效的處理方法，如混合編碼。這種算法克服了原有波形編碼器與聲碼器的弱點(diǎn)，而結(jié)合了它們各自的長(zhǎng)處，在4kb/s～16kb/s速率上能夠得到高質(zhì)量合成語(yǔ)音，而在本質(zhì)上也具有波形編碼的優(yōu)點(diǎn)。G.729所描述的CS-ACELP（Conjugate-Structure Al2gebraic-Coder-Excited Linear Prediction）聲碼器采用的CELP聲碼器就屬于這類編碼器。
　　CELP編碼基于合成分析（A-B-S）的搜索過(guò)程、感知加權(quán)矢量量化（VQ）和線性預(yù)測(cè)（LP）技術(shù)，采用這種編碼方案使傳輸?shù)谋忍芈蚀蟠蠼档汀S-ACELP的思想是由共軛結(jié)構(gòu)碼線性預(yù)測(cè)（CS-CELP）和代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（ACELP）的思想整合而來(lái)的。在編碼端，主要進(jìn)行有線譜對(duì)（LSP）參數(shù)的量化、基音分析、固定碼本搜索和增益量化四個(gè)步驟。編碼器首先對(duì)輸入信號(hào)（8kHz采樣16bit PCM信號(hào)）進(jìn)行預(yù)處理，然后對(duì)每幀語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)，得到LPC系數(shù)，并把LPC參數(shù)轉(zhuǎn)換成LSP參數(shù)，最后對(duì)LSP參數(shù)進(jìn)行矢量量化。在接下來(lái)的基音分析中，每一幀先搜索到最佳基音時(shí)延T的一個(gè)候選時(shí)延，然后依據(jù)候選時(shí)延搜索每一幀的最佳基音時(shí)延。最后還要對(duì)自適應(yīng)碼本增益和固定碼本增益進(jìn)行量化。在解碼端，首先由接收到的比特流得到各種參數(shù)標(biāo)志進(jìn)行解碼，得到10ms語(yǔ)音幀編碼參數(shù)。解碼器在每一子幀內(nèi)，對(duì)LSP系數(shù)進(jìn)行內(nèi)插，并把它們變換成LP濾波器系數(shù)后，依次進(jìn)行激勵(lì)生成、語(yǔ)音合成和后處理工作。
　　2 算法優(yōu)化和DSP應(yīng)用改進(jìn)
　　G.729語(yǔ)音編解碼系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)性高，需在有限的時(shí)間內(nèi)對(duì)外部輸入的信號(hào)完成指定處理，即信號(hào)處理的速度必須大于等于輸入信號(hào)更新的速度，因此需要進(jìn)行算法的優(yōu)化改進(jìn)。對(duì)C語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)使用內(nèi)聯(lián)指令，又在C程序中嵌入?yún)R編語(yǔ)句，盡量提高信號(hào)處理的速度。
　　2.1 算法的優(yōu)化改進(jìn)
　　首先在算法上進(jìn)行改進(jìn)，如圖1所示，采用一種結(jié)合WD-LSP（Weighted Delta-LSP）［1］函數(shù)并結(jié)合次最優(yōu)部分碼本快速搜索的CS-ACELP語(yǔ)音編碼算法，同時(shí)采用基于聲學(xué)心理模型的知覺(jué)加權(quán)濾波器，使語(yǔ)音編碼在不降低語(yǔ)音質(zhì)量的情況下降低計(jì)算復(fù)雜度。WD-LSP函數(shù)主要用于區(qū)分UV-V（unvoice-voice）/S-V（silence-voice）的邊界。其原理是：如果函數(shù)值大于給定的極限值η，則開(kāi)環(huán)基音延遲Top重新估計(jì)，否則，開(kāi)環(huán)基音延遲Top用前一幀自適應(yīng)碼本延遲來(lái)更新。在第i幀F(xiàn)i的WD-LSP函數(shù)和用于確定開(kāi)環(huán)基音延遲Top的算法如下：