AMBE-1000在語(yǔ)音壓縮中的應(yīng)用

根據(jù)對(duì)語(yǔ)音構(gòu)成的分析，應(yīng)運(yùn)而生了多種對(duì)音頻信號(hào)的壓縮編碼算法，如CELP、RELP、VSELP、MP-MLQ、LPC-10MBE等，它們通過(guò)不同的算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻信號(hào)的壓縮。這些壓縮編碼算法的壓縮率、語(yǔ)音質(zhì)量各有所長(zhǎng)，其中美國(guó)DVSI（Digital Voice System .Inc）公司提出的先進(jìn)多帶激勵(lì)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(yǔ)音壓縮算法，具有語(yǔ)音音質(zhì)好和編碼波特率低等優(yōu)點(diǎn)，并植于DVSI公司的AMBE-1000語(yǔ)音壓縮芯片內(nèi)。該芯片是一高性能的多速率語(yǔ)音編碼/解碼芯片，其語(yǔ)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(dú)立的語(yǔ)音編碼和解碼通道，可同時(shí)完成語(yǔ)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(chǔ)器。AMBE-1000的這些特性使它非常適合于數(shù)字語(yǔ)音通信、加密語(yǔ)音通信以及其它需要對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行數(shù)字處理的場(chǎng)合。

2 AMBE-1000 的工作原理及硬件接口

2.1 基本工作流程

簡(jiǎn)單地說(shuō)，AMBE-1000的工作過(guò)程如圖1所示。AMBE-1000可看成由兩個(gè)分開(kāi)的編碼器和解碼器組成。編碼器接收8kHz的語(yǔ)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(gè)期望的波特

率的信道數(shù)據(jù)流。反之，解碼器接收一個(gè)信道數(shù)據(jù)流并合成一個(gè)語(yǔ)音數(shù)據(jù)流。AMBE-1000的編碼器和解碼器的接口時(shí)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(cè)是否有雙音多頻（DTMF）的語(yǔ)音信號(hào)輸入。此外，該接口對(duì)編/解碼器執(zhí)行更復(fù)雜的控制操作（通常在初始化時(shí)）。這些控制功能包括語(yǔ)音和糾錯(cuò)碼速度的選擇、A/D-D/A芯片的設(shè)備。在多數(shù)的語(yǔ)音傳輸系統(tǒng)中，實(shí)際編碼比特流以一定格式從信道中摘錄出來(lái)，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(guò)傳輸信道發(fā)送；在接收端被摘錄出來(lái)，并通過(guò)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(wú)幀格式、主動(dòng)和被動(dòng)。其中，并行被動(dòng)幀模式是最靈活和實(shí)用的一種工作模式。通過(guò)上拉電阻和撥位開(kāi)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(guò)采用上述的方法，就可通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)在2400～9600b/s和50～4750b/s間自由選擇語(yǔ)音速率和糾錯(cuò)碼速率。在串行主動(dòng)模式下，AMBE-1000的工作時(shí)鐘為27MHz，CHS_O_CLK的時(shí)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(jī)工作在24MHz下，也無(wú)法讀取該數(shù)據(jù)，故須采用被動(dòng)方式，這樣就可以自己設(shè)置CHS_O_CLK的時(shí)鐘，可該時(shí)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(shí)并口占用較多的接口資源，故采用串行被動(dòng)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(gè)字組成。編碼器每20ms輸出17個(gè)字，而解碼器則要接收17個(gè)字。每幀的前5個(gè)字由幀標(biāo)志（Header）、識(shí)別標(biāo)志（ID）、狀態(tài)（輸出）或控制（輸入）信息組成，其余的12個(gè)字構(gòu)成編碼/解碼數(shù)據(jù)。這12個(gè)字共192位是AMBE-1000以9600b/s方式工作的最大數(shù)據(jù)率（192b/幀