语音信号的A率(或u率)压缩算法

语音信号的A律（或μ律）压缩算法
一试验目的
（1）了解PCM编码的格式和原理；
（2）了解A律和μ律压缩解压的原理
（3）熟悉A律和μ律压缩解压实现方法；
二试验内容
本试验要求完成的内容是使用AD将外部语音信号采集，DSP对语音信号保存处理，经过DA将处理后的语音信号输出；DSP对语音信号的处理包括A律和μ律压缩解压、声音信号的音效处理等。

三试验原理
PCM（Pulse Code Modulation）编码即脉冲编码调制，也就是将模拟信号转换为数码，
A律和μ律压缩编码压缩码是CCITT（Consultative Committee for International Telegraph and Telephone）国际电报电话协会最早推出的G.711语音压缩解压编码的一种格式的主要内容。

其中欧洲和中国等国家采用A律压缩解压编码，美国日本等国家采用μ律压缩解压编码。

由于中国采用A律，本试验只介绍A律压缩解压。

图5.1是DSP进行数据压缩解压的简单流程，DSP将传输来的压缩后的数据进行解压成16位或者32位，然后对解压后的数据进行分析、处理；然后将处理后的数据按照要求压缩成8位的数据格式输出到相应设备，供其他设备读取。

图5.1
图5.2是DSP 将数据解压的值，DSP 将压缩的8位数据解压成16位的DSP 通用数据格式，其中高12位为解压后的数据，低4位补0。

DSP 将解压后的数据放在缓冲串口的发送寄存器中，只要运行发送指令，缓冲串口就会将数据发送出去。

对接受数据的解压缓冲串口有一样的操作。

图5．2 A 律数据解压图
DSP 内部的缓冲串口（MCBSPS ）带有硬件实现的A 律和 律压缩解压，用户只需要在相应寄存器中设置就可以了。

所有与缓冲串口相关的寄存器和引脚如图5.4所示，图5.4中有13个需要设置的寄存器，分别为RSR 、XSR 、RBR 、DRR 、DXR 、SPCR 、RCR 、XCR 、SRGR 、PCR 、MCR 、RCER 、XCER 等。

在进行A 律压缩时，对于采样到的12位数据，默认其最高位为符号位，压缩时要保持最高位即符号位不变，原数据的后11位要压缩成7位。

这7位码由3位段落码和4位段内码组成。

具体的压缩变换后的数据根据后11位数据大小决定。

具体的编译码表如表5.2所示。

压缩后的数据的最高位（第7位）表示符号，量阶分别为1、1、2、4、8、16、32、64，由压缩后数据的第6位到第4位决定，第3位到第0位是段内码。

压缩后的数据有一定的失真。

有些数据不能表示出，只能取最近该数据的压缩值。

例如，数据125，压缩后的值为
发送缓冲器
图5.2 和缓冲串口相关的引脚和寄存器图
任务一：
硬件仿真：完成A律压缩子函数的编写。

任务二：
硬件仿真：完成A律解压子函数的编写。

并利用任务一的结果，实现音频信号采集压缩和解压回放。