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引言 隨著(zhù)移動(dòng)通信的不斷發(fā)展，多媒體技術(shù)在手機中的應用也越來(lái)越廣。手機的核心技術(shù)主要在硬件和軟件兩個(gè)方面。硬件是核心層，包括基帶模塊和射頻模塊兩部分。軟件分為底層軟件和應用層軟件兩大部分。 1 手機平臺體系結構研究 (1)硬件系統結構 硬件平臺主要包括射頻模塊、基帶模塊、電源管理模塊和外圍設備。文中采用了數字基帶、模擬基帶和電源管理模塊集于單芯片的基帶解決方案，這種解決方案具有較高的集成度，不僅增強了系統的穩定性，降低了功耗，同時(shí)有效地降低了設計過(guò)程中的復雜度。 (2)軟件系統結構 軟件系統設計主要包括嵌入式實(shí)時(shí)操作系統Nucleus的移植、應用程序的編寫(xiě)以及交叉編譯出相應的可執行文件。Nucleus系統提供TCP／IP網(wǎng)絡(luò )、圖像界面Grafix、文件系統File等模塊。 整個(gè)手機軟件主要由GSM協(xié)議棧、嵌入式Nucleus操作系統、設備驅動(dòng)和人機界面組成。 2 自適應多速率語(yǔ)音編碼算法分析 2．1 編碼原理 AMR語(yǔ)音編碼根據其實(shí)現的功能可分為L(cháng)PC分析、基音搜索、代數碼本搜索三部分。其中LPC分析完成的主要功能是獲得10階LPC濾波器的10個(gè)系數，并對轉化成的線(xiàn)譜參數LSF進(jìn)行量化；基音搜索用以獲得基音延遲和基音增益這兩個(gè)參數；代數碼本搜索則是為了獲得索引和代數碼本增益及碼本增益的量化。 AMR編碼器的信號流程如圖1所示。 
在編碼之前，使用高通濾波函數和幅度調整函數進(jìn)行預處理。在定點(diǎn)運算時(shí)，將輸入樣本值除以2來(lái)減少溢出的可能性。高通濾波器的截止頻率為80 Hz。如下所示：
通過(guò)Hh1(z)濾波后的信號再除以2的信號設為S(n)，在12．2 kb／s模式下，利用不同的非均勻窗，每幀執行2次LP分析。第1個(gè)窗集中在第2個(gè)子幀，第2個(gè)窗的中心在第4個(gè)子幀，這2個(gè)窗口如下所示：
式中2次線(xiàn)性預測分析都是在同一組語(yǔ)音樣本點(diǎn)上。利用修正的自相關(guān)系數r'ac，通過(guò)解下面的方程組獲取離散形式的LP參數ak，k=1，…，10。
在解碼過(guò)程中，每一幀都要進(jìn)行LP濾波器參數解碼。接收到的LSP系數索引用于重構LSP系數，然后將LSP系數內插得到4組內插LSP矢量(對應于4個(gè)子幀)，對于每一個(gè)子幀，內插LSP矢量都要轉化為L(cháng)P濾波器系數ak，該系數用來(lái)在子幀中合成重構語(yǔ)音信號。 3 錄音功能設計 3．1 軟件設計 手機錄音的主要功能是向用戶(hù)提供使用界面、完成錄音及錄音文件的播放。從程序設計的角度看，它是通過(guò)對現有軟件中的人機界面、操作系統API的調用和對音頻設備的管理來(lái)實(shí)現的。整個(gè)錄音事件處理函數的執行流程如圖3所示。
錄音功能的事件處理模塊的主要功能是對人機界面的錄音請求進(jìn)行響應。為了實(shí)現該功能，錄音事件函數需要完成的工作包括：運行控制變量的初始化，錄音文件的創(chuàng )建，事件狀態(tài)處理器的判斷和狀態(tài)維護，進(jìn)行容錯處理，調用底層處理函數進(jìn)行錄音物理設備的控制，以及和界面模塊的通信。 3．2 軟件調試 由于移動(dòng)終端的系統資源有限而且沒(méi)有相關(guān)的編譯工具，因此嵌入式系統的開(kāi)發(fā)需要借助宿主機(通用計算機)來(lái)編譯出目標機的可執行代碼，交叉編譯是唯一可行的編譯方式。在PC機上設置serial port，把功能實(shí)現代碼分配到整個(gè)手機軟件功能的plutommi、media和llaudio文件夾下，通過(guò)使用編譯命令對各個(gè)文件夾進(jìn)行編譯來(lái)生成可執行程序并下載到手機的NOR Flash中，然后在CPU中運行。 錄音部分的軟件進(jìn)行錄音、錄音暫停、繼續錄音、播放錄音5個(gè)事件處理時(shí)，軟件運行過(guò)程中錄音軟件內部的跟蹤程序通過(guò)UART口打印出來(lái)的錄音軟件動(dòng)態(tài)運行信息。當特定的按鍵事件發(fā)生后，錄音界面模塊就會(huì )向其事件處理模塊發(fā)送相應的消息，來(lái)完成事件的處理。當事件開(kāi)啟后驅動(dòng)模塊便與其事件處理模塊進(jìn)行錄音文件中的數據交互。結合對錄音軟件人機界面的仿真測試結果，可以證明整個(gè)錄音軟件播放部分代碼的設計達到了預期目標。 結語(yǔ) 隨著(zhù)移動(dòng)通信的不斷發(fā)展以及在相應的嵌入式平臺上擴展出來(lái)的新技術(shù)不斷涌現，移動(dòng)設備中的媒體播放功能就顯得尤為重要。本文系統地分析了AMR編解碼原理及相關(guān)的錄音流程，結合錄音和播放功能的測試數據以及對數據的分析結果，可明確看到整個(gè)錄音軟件運行正確。軟件的運行情況和軟件的整體設計相一致。 參考文獻 1. 唐寅 實(shí)時(shí)操作系統應用開(kāi)發(fā)指南 2002 2. 胥靜 嵌入式系統設計與開(kāi)發(fā)實(shí)例詳解 2005 3. Liu C L.Layland J W Scheduling Algorithms for Multiprogramming in a Hard Realtime Environment 1973(1) 4. Labrosse Jean J.邵貝貝 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統μC/OSII 2003 5. 師明珠 嵌入式應用系統軟件設計技術(shù)研究 [期刊論文] -計算機工程與應用2002(7) 6. 胥靜 嵌入式系統設計與開(kāi)發(fā)實(shí)例詳解--基于ARM的應用 2005 7. Mentor Graphics Corporation Nucleus PLUS Reference Manual 2006 8. 石代奎 多媒體移動(dòng)終端開(kāi)發(fā)平臺設計 [學(xué)位論文] 2005 作者：西安郵電學(xué)院 田磊 來(lái)源：《單片機與嵌入式系統應用》 2009（7） |
