基于DSP的安全無線多媒體數(shù)字終端(08-100)

　　2.2 語音編碼方案

　　方案一：采用G.721編碼[15][16]。它結(jié)合了ADM的差分信號(hào)與PCM的二進(jìn)制碼方法，是一種性能較好的波形編碼。ADPCM的復(fù)雜度較低，編碼前后的壓縮比為4比1，其主要思想是用差值代替絕對(duì)值。

　　方案二：采用基于碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)算法的開源語音編解碼Speex[17][18]。Speex主要面向Internet上的VoIP(Voice over Internet Protocol)語音通信。其主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是為了提供高質(zhì)量和低比特率的語音編碼。Speex可以在同一個(gè)比特流中對(duì)語音信號(hào)實(shí)現(xiàn)窄帶(8kHz)、寬帶(16kHz)和超寬帶(32kHz)的壓縮;壓縮比能夠達(dá)到16比1。Speex雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是Speex編解碼算法復(fù)雜，運(yùn)行該算法需要的硬件配置較高。

　　我們所用的射頻模塊的傳輸碼速率為2Mbps，且信道完全能夠保證通信質(zhì)量，從理論上說，上述2種方案都適用。我們?cè)贒SP開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)了speex和G.721的編解碼，實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)speex編解碼會(huì)帶來很大的延遲，原因在于speex編解碼算法比較復(fù)雜。雖然我們已經(jīng)最大程度的精簡(jiǎn)了speex算法，比如：將算法的復(fù)雜度置為最低、設(shè)置編解碼質(zhì)量參數(shù)為最低、關(guān)閉了VBR變波特率特性、關(guān)閉了知覺增強(qiáng)特性和AEC回聲消除等特性，都不能解決延遲很大的問題。除此之外，speex編解碼需要大量的浮點(diǎn)計(jì)算，我們使用的開發(fā)板為TIC55XX系列的定點(diǎn)DSP，實(shí)現(xiàn)speex編解碼耗時(shí)較多;再者，speex編/解碼所能處理的最小幀長(zhǎng)為160個(gè)樣點(diǎn)，因此，會(huì)帶給系統(tǒng)很大的延遲。G.721編解碼能夠?qū)崿F(xiàn)基本的語音通信，但通信質(zhì)量一般，再考慮到本系統(tǒng)以語音信號(hào)作為信息隱藏的載體，經(jīng)語音編解碼之后不能還原隱藏信息，因此我們最終選用PCM編碼。

　　4 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　4.1 硬件實(shí)現(xiàn)

　　4.1.1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

　　終端的硬件架構(gòu)圖如圖4-1所示，主要由ICETEK—VC5509—A評(píng)估板、nRF24L01射頻模塊、128×64液晶、8×8鍵盤、MEGA16單片機(jī)控制模塊組成。

　　圖4-1 硬件架構(gòu)圖

　　4.1.2 射頻收發(fā)模塊

　　射頻模塊采用nRF24L01，其電路圖如圖4-2所示。

　　圖4-2 射頻模塊電路圖