dsPIC DSC Speex 音声エンコーディングデコーディング ...ww1.microchip.com/downloads/jp/DeviceDoc/70328A_JP.pdfDS70328A_JP - ページ ii 2009 Microchip Technology

2009 Microchip Technology Inc. DS70328A_JP

dsPIC® DSC Speex 音声

エンコーディング / デコーディング

ライブラリのユーザーガイド

ご注意：この日本語版ドキュメントは、参考資料としてご使用の上、最新情報につきましては、必ず英語版オリジナルをご参照いただきますようお願いします。

マイクロチップテクノロジー社 ( 以下、マイクロチップ社 ) デバイスのコード保護機能に関する以下の点にご留意ください。

• マイクロチップ社製品は、その該当するマイクロチップ社データシートに記載の仕様を満たしています。

• マイクロチップ社では、通常の条件ならびに仕様どおりの方法で使用した場合、マイクロチップ社製品は現在市場に流通している同種製品としては最もセキュリティの高い部類に入る製品であると考えております。

• コード保護機能を解除するための不正かつ違法な方法が存在します。マイクロチップ社の確認している範囲では、このような方法のいずれにおいても、マイクロチップ社製品をマイクロチップ社データシートの動作仕様外の方法で使用する必要があります。このような行為は、知的所有権の侵害に該当する可能性が非常に高いと言えます。

• マイクロチップ社は、コードの保全について懸念を抱いているお客様と連携し、対応策に取り組んでいきます。

• マイクロチップ社を含むすべての半導体メーカーの中で、自社のコードのセキュリティを完全に保証できる企業はありません。コード保護機能とは、マイクロチップ社が製品を「解読不能」として保証しているものではありません。

コード保護機能は常に進歩しています。マイクロチップ社では、製品のコード保護機能の改善に継続的に取り組んでいます。マイクロチップ社のコード保護機能を解除しようとする行為は、デジタルミレニアム著作権法に抵触する可能性があります。そのような行為によってソフトウェアまたはその他の著作物に不正なアクセスを受けた場合は、デジタルミレニアム著作権法の定めるところにより損害賠償訴訟を起こす権利があります。

本書に記載されているデバイスアプリケーションなどに関する情報は、ユーザーの便宜のためにのみ提供されているものであり、更新によって無効とされることがあります。アプリケーションと仕様の整合性を保証することは、お客様の責任において行ってください。マイクロチップ社は、明示的、暗黙的、書面、口頭、法定のいずれであるかを問わず、本書に記載されている情報に関して、状態、品質、性能、商品性、特定目的への適合性をはじめとする、いかなる類の表明も保証も行いません。マイクロチップ社は、本書の情報およびその使用に起因する一切の責任を否認します。マイクロチップ社デバイスを生命維持および / または保安のアプリケーションに使用することはデバイス購入者の全責任において行うものとし、デバイス購入者は、デバイスの使用に起因するすべての損害、請求、訴訟、および出費に関してマイクロチップ社を弁護、免責し、同社に不利益が及ばないようにすることに同意するものとします。暗黙的あるいは明示的を問わず、マイクロチップ社が知的財産権を保有しているライセンスは一切譲渡されません。

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商標

Microchip の社名とロゴ、Microchip ロゴ、dsPIC、KEELOQ、KEELOQ ロゴ、MPLAB、PIC、PICmicro、PICSTART、rfPIC、UNI/O は、米国およびその他の国における Microchip Technology Incorporated の登録商標です。

FilterLab、Hampshire、HI-TECH C、Linear Active Thermistor、MXDEV、MXLAB、SEEVAL、The Embedded Control Solutions Company は、米国における Microchip Technology Incorporated の登録商標です。

Analog-for-the-Digital Age、Application Maestro、CodeGuard、dsPICDEM、dsPICDEM.net、dsPICworks、dsSPEAK、ECAN、ECONOMONITOR、FanSense、HI-TIDE、In-Circuit Serial Programming、ICSP、ICEPIC、Mindi、MiWi、MPASM、MPLAB Certified ロゴ、MPLIB、MPLINK、mTouch、nanoWatt XLP、Omniscient Code Generation、PICC、PICC-18、PICkit、PICDEM、PICDEM.net、PICtail、PIC32 ロゴ、Real ICE、rfLAB、Select Mode、Total Endurance、TSHARC、WiperLock、ZENA は、米国およびその他の国における Microchip Technology Incorporated の商標です。

SQTP は米国における Microchip Technology Incorporatedのサービスマークです。

その他、本書に記載されている商標は、各社に帰属します。

© 2009, Microchip Technology Incorporated, Printed in the U.S.A., All Rights Reserved.

再生紙を使用しています。

ISBN: 978-1-60932-031-7

2009 Microchip Technology Inc.

マイクロチップ社では、Chandler および Tempe ( アリゾナ州 )、Gresham ( オレゴン州 ) の本部、設計部およびウエハ製造工場そしてカリフォルニア州とインドのデザインセンターが ISO/TS-16949:2002認証を取得しています。マイクロチップ社の品質システムプロセスおよび手順は、PIC® MCU および dsPIC® DSC、KEELOQ® コードホッピングデバイス、シリアル EEPROM、マイクロペリフェラル、不揮発性メモリ、アナログ製品に採用されています。また、マイクロチップ社の開発システムの設計および製造に関する品質システムは、ISO 9001:2000 の認証を受けています。

dsPIC® DSC SPEEX 音声エンコーディング / デコーディング


目次

序章 ................................................................................................................................. 1

第 1 章はじめに

1.1 ライブラリの概要 ............................................................................................... 5

1.2 特長 ....................................................................................................................... 8

1.3 システム要件 ....................................................................................................... 8

第 2 章インストール

2.1 インストール手順 ............................................................................................... 9

2.2 ライブラリファイル ........................................................................................ 12

第 3 章クイックスタートデモ

3.1 通信デモ ............................................................................................................. 17

3.2 再生デモ ............................................................................................................. 21

3.3 録音再生デモ ..................................................................................................... 23

第 4 章 API (Application Programming Interface)4.1 アプリケーションへのライブラリの追加 ..................................................... 27

4.2 メモリモデルコンパイルオプション .......................................................... 29

4.3 ライブラリの使用 ............................................................................................. 32

4.4 レジスタの使用 ................................................................................................. 34

4.5 パケットの損失と破損 ..................................................................................... 34

4.6 PC エンコーダユーティリティ (PCEU) 出力ファイル ............................... 35

4.7 リソース要件 ..................................................................................................... 36

4.8 API 関数 ............................................................................................................. 39

4.9 アプリケーションのヒント ............................................................................. 53

索引 ............................................................................................................................... 55

世界各国での販売およびサービス ................................................................................ 56

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dsPIC® DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリのユーザーガイド

DS70328A_JP - ページ iv 2009 Microchip Technology Inc.

ノート :



序章

はじめに

この章には、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリの使用前に知っておくと役立つ一般的な情報が記載されています。この章に記載されている項目は以下のとおりです。

• 本書の構成

• 本書で使用される表記

• 保証登録

• 推奨参考資料

• マイクロチップ社インターネットウェブサイト

• 開発システムのお客様変更通知サービス

• カスタマーサポート

• 改版履歴

本書の構成

本書では、ターゲットボードでファームウェアをエミュレートし、デバッグする開発ツールとして dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを使用する方法について説明します。本ユーザーガイドの内容は、以下のとおりです。

• 第 1 章「はじめに」 – この章では、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリについて説明します。

• 第 2 章「インストール」 – この章では、PC に dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリをインストールするときに必要な情報を提示します。

• 第 3 章「クイックスタートデモ」 – この章では、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを使用したデモについて説明します。

• 第 4 章「API (Application Programming Interface)」 – この章では、アプリケーションプログラミングインターフェースを使用して、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリに付属の API 関数をアプリケーションソフトウェアに組み込む方法について説明します。

顧客の皆様への注意

ドキュメントはすべて古くなります。本書も例外ではありません。マイクロチップ社のツールおよびマニュアルはユーザーのニーズを満たすために改良を重ねており、実際のダイアログやツールの内容が本書に記載されているものと異なる場合があります。最新のドキュメントを入手するには、弊社のウェブサイト (www.microchip.com) をご覧ください。

ドキュメントは「DS」番号で識別されています。この識別番号は、各ページのフッタ部分、ページ番号の前に記載されています。DS 番号の表記規則は「DSXXXXXA」で、「XXXXX」が文書番号、

「A」が文書のリビジョンレベルを表しています。

開発ツールについての最新情報は、MPLAB® IDE のオンラインヘルプをご覧ください。[ ヘルプ ]メニューを選択して、次に [ トピック ] を選択すると、利用できるオンラインヘルプファイルのリストが表示されます。

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本書で使用される表記

本書では以下の表記上の規則を使用しています。

表記上の規則

説明意味例

明朝フォント :

斜体文字参考資料 MPLAB® IDE User’s Guide

強調文字 ... は唯一のコンパイラです ...

角括弧 : [ ] ウィンドウ [Output] ウィンドウ

ダイアログ [Settings] ダイアログ

メニューの選択肢 [Enable Programmer] を選択

かぎ括弧 :「」ウィンドウまたはダイアログのフィールド名

「Save project before build」

右山括弧 (>) を使用し、角括弧で囲まれた下線付きイタリックテキスト

メニューパス [File] > [Save]

太字で角括弧に囲まれたテキスト

ダイアログのボタン [OK] をクリックします。

タブ [Power] タブを選択します。

N‘Rnnnn Verilog 形式の数です。N が合計桁数、R が基数、n が桁を表します。

4‘b0010, 2‘hF1

山括弧で囲まれたテキスト : <>

キーボードのキー <Enter>、<F1> を押します。

クーリエフォント :

通常のクーリエサンプルソースコード #define START

ファイル名 autoexec.bat

ファイルパス c:\mcc18\h

キーワード _asm, _endasm, static

コマンド行オプション -Opa+, -Opa-

ビット値 0, 1

定数 0xFF, ‘A’

イタリッククーリエ変数の引数 file.o: fileは任意の有効なファイル名

角括弧 : [ ] 任意の引数 mcc18 [オプション] file [オプション ]

中括弧とパイプ文字 : { | } いずれかの引数を選択する場合 (OR 選択 )

errorlevel {0|1}

省略記号 : ... 繰り返されるテキスト var_name [, var_name...]

ユーザーが定義するコード void main (void){ ...}

DS70328A_JP - ページ 2 2009 Microchip Technology Inc.

序章

保証登録

同封の保証登録カードにご記入いただき、お早めにご郵送ください。この保証登録カードを送付されたお客様は、製品のアップデート版を受け取ることができるようになります。暫定ソフトウェアリリースはマイクロチップ社のウェブサイトで入手できます。

推奨参考資料

本ユーザーガイドでは、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリの使用方法を記載しています。ほかにも役に立つ文書がありますので、以下に一覧でご紹介します。マイクロチップ社作成の以下のような文書がありますので、参考資料としておすすめします。

README ファイル

他のツールについての最新情報は、MPLAB IDE のインストールディレクトリのReadmesサブディレクトリにある該当ツールの README ファイルをお読みください。README ファイルには、本ユーザーガイドには記載されていない最新情報および既知の問題が記載されている可能性があります。

マイクロチップ社インターネットウェブサイト

マイクロチップ社は同社のウェブサイト (www.microchip.com) でオンラインサポートを行っています。ウェブサイトにはご使用のブラウザでアクセスでき、下記の情報が含まれます。

• 製品サポート－データシートと正誤表、アプリケーションノートとサンプルプログラム、設計リソース、ユーザーガイド、ハードウェアサポート文書、最新リリースソフトウェア、ソフトウェアアーカイブ

• 一般的なテクニカルサポート－よく寄せられる質問 (FAQ)、テクニカルサポートの依頼、オンラインディスカッショングループ、マイクロチップ社コンサルタントプログラムメンバーのリスト

• マイクロチップのビジネス – 製品選択と注文ガイド、マイクロチップ社の最新プレスリリース、セミナとイベントのリスト、マイクロチップの営業オフィス、代理店、工場代理人のリスト

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開発システムのお客様変更通知サービス

マイクロチップ社のお客様変更通知サービスは、お客様がマイクロチップ社製品の最新情報を入手できるようにします。この通知サービスを申し込んだお客様には、お客様の指定した製品ファミリまたは開発ツールに関する変更、更新、改訂、正誤情報が電子メールでいち早く送信されます。

登録には、マイクロチップのウェブサイトにアクセスして、[ お客様変更通知 ] をクリックし、登録指示に従うだけです。

開発システム製品のグループカテゴリは、以下のとおりです。

• コンパイラ – マイクロチップ社製 C コンパイラおよび他の言語ツールについての最新情報です。これには、MPLAB C18 および MPLAB C30 C コンパイラ、MPASM™ および MPLAB ASM30 アセンブラ、MPLINK™ および MPLAB LINK30オブジェクトリンカ、MPLIB™ および MPLAB LIB30 オブジェクトライブラリアンが含まれます。

• エミュレータ – マイクロチップ社のインサーキットエミュレータに関する最新情報です。これには、MPLAB ICE 2000、MPLAB ICE 4000、および REAL ICE™が含まれます。

• インサーキットデバッガ – マイクロチップ社製インサーキットデバッガMPLAB ICD 2 の最新情報です。

• MPLAB® IDE – 開発システムツール向け Windows® 統合開発環境であるマイクロチップ社製 MPLAB IDE の最新情報です。このリストでは、MPLAB IDE、MPLAB SIM シミュレータ、MPLAB IDE Project Manager および一般的な編集およびデバッグ機能が取り上げられています。

• プログラマ – マイクロチップ社製プログラマの最新情報です。これには、MPLAB PM3 および PRO MATE® II デバイスプログラマおよび PICSTART® Plusおよび PICkit™ 1 開発プログラマが含まれます。

カスタマーサポート

マイクロチップ製品のユーザーは、いくつかのチャネルを介してサポートを受けられます。

• 販売代理店または販売担当者

• 地域の営業所

• フィールドアプリケーションエンジニア (FAE)

• 技術サポート

技術サポートを得るには、販売代理店か販売担当者、フィールドアプリケーションエンジニア (FAE) に連絡してください。地域の営業所でもお客様の手助けをします。営業所と所在地のリストが本文書の最後に記載されています。

技術サポートは弊社ウェブサイト (http://support.microchip.com) を通して受けることができます。

改版履歴

リビジョン A (2008 年 6 月 )

本文書の初版リリース




第 1 章はじめに

®
この章では、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを紹介します。このライブラリは、音声信号を圧縮する機能を提供します。この機能は、メモリや通信リソースが限られている場合に便利です。
本マニュアルでは、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを組み込みソリューションに投入するための情報を記載します。主な内容は以下のとおりです。

• ライブラリの概要

• 特長

• システム要件

1.1 ライブラリの概要

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリは、音声フレームの構成に必要なバイト数を削減します。このような削減、すなわち音声データの圧縮は、圧縮率によって規定します。図 1-1 に、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリの代表的な使用例を示します。

図 1-1 に示した通信端末では、Speex 音声エンコーダを使用して音声を圧縮しています。圧縮したデータはフラッシュメモリに格納され、通信リンクを介してリモート端末へ送信されます。リモート端末から受信した圧縮音声データは、Speex 音声デコーダを使用して圧縮が解除され、ローカルスピーカーへ音声信号として出力されます。このようなアプリケーションで dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを使用すると、音声データを格納するのに必要なメモリ容量や通信帯域幅の要件が大幅に緩和されます。



図 1-1: 使用例

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリは、16 kHz または 8 kHz のいずれかのサンプリングレートで動作し、以下の用途に適しています。

• 音声録音および再生

• VoIP (Voice over Internet Protocol)

• 通信

• 自動アナウンスシステム

• インターフォン

• トランシーバー

• メッセージ再生を利用するアプリケーション

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリは、オープンソースの音声圧縮アルゴリズムで、CELP (Code Excited Linear Prediction) 技術を使用した Speex 音声コーデックを基盤としています。この技術は、パフォーマンスと計算量の間で適切にバランスをとることができます。このライブラリは、半二重および全二重のいずれのシステムにも適しています。ライブラリは、C およびアセンブリ言語で作成されています。

B

A

Microphone

Speaker

SpeexDecoder

SpeexEncoder

Serial FlashMemory

CommunicationNetwork

Microphone

Speaker

Communication Terminal

Remote Terminal

SpeexEncoder

SpeexDecoder

Serial FlashMemory

B

A


はじめに

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリは、4 つの出力データレート ( モード ) をサポートします。このうち 2 つは、16 kHz のサンプリングレート ( 広帯域 ) を使用します。残りの 2 つのモードは、8 kHz のサンプリングレート ( 狭帯域 ) でサポートされます。また、ライブラリには、8 kbps モードに最適化された Speex コーダが含まれています。

最適化されたライブラリは、8 KB RAM を搭載したデバイス ( 例えば、dsPIC30F DSCデバイス ) で使用できます。図 1-2 に、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリの構成を示します。

図 1-2: dsPIC® DSC SPEEX 音声エンコーディング / デコーディングライブラリの構成

ライブラリのアーカイブファイル libspeex.aは、4 つのモードすべてをサポートします ( 狭帯域および広帯域 )。ライブラリのアーカイブファイル libspeex_8k.aは、Speex の狭帯域バージョン専用で、8 kpbs モード向けに最適化されています。

ライブラリの API (Application Programming Interface) は、初期化、エンコード、デコードの一連の関数を提供します。アプリケーションでは、エンコーダとデコーダをそれぞれ独立して使用することも、一緒に使用することもできます。また、エンコーダとデコーダでスクラッチメモリを共有することもできます。更に、エンコーダとデコーダのインスタンスを複数生成することも可能です。

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリには、PC ベースのエンコーダユーティリティ (PCEU) も含まれており、(PC のマイクロフォンポートを使って ) 音声を PC に録音し、Speex エンコードファイルに変換できます。これらのファイルをアプリケーションコードの一部として組み込むと、エンコードされた音声セグメントをデバイスプログラムのフラッシュメモリに格納できます。また、エンコードデータをデータ EEPROM および RAM に格納することもできます。PCEU を使用すると、録音済みの wave ファイルをエンコードしたり、入力として複数のファイルを取り込んだりできます。

dsPIC® DSC Speex Speech Encoding/Decoding Library

libspeex.a

16 kHz sampling rate

9.8 kbps 12.8 kbps

libspeex_8k.a

8 kHz sampling rate

8 kbps

8 kHz sampling rate

8 kbps 11 kbps

Narrowband OnlyWideband Plus Narrowband

modemode mode modemode



1.2 特長

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリには、以下の特長があります。

• シンプルなユーザーインターフェース – ライブラリファイル 1 つとヘッダファイル 1 つのみ

• すべての関数を C アプリケーションプログラムから呼び出し

• Microchip C30 コンパイラ、アセンブラ、およびリンカと完全互換

• DSP 命令と高度なアドレッシングモードを使用する最適化されたアセンブリコード

• アプリケーションへの組み込みが容易なコンパクトで使いやすい API

• 4 つの出力モード :

- サンプリングレート 8 kHz ( 狭帯域 ) で 8 kbps – 圧縮率 16:1

- サンプリングレート 8 kHz ( 狭帯域 ) で 11 kbps – 圧縮率 11.63:1

- サンプリングレート 16 kHz ( 広帯域 ) で 9.8 kbps – 圧縮率 26.12:1

- サンプリングレート 16 kHz ( 広帯域 ) で 12.8 kbps – 圧縮率 20:1

• ライブラリは 8 kbps モードに最適化された Speex バージョンを含む

• PC で音声を録音およびエンコードする Speex PC エンコーダユーティリティ

• 音声帯域 : 0 kHz ～ 8 kHz、最大サンプリングレート 16 kHz

• Microchip のノイズ抑制、音響エコーキャンセレーション、およびラインエコーキャンセラライブラリと統合可能

• ライブラリ CD には以下のものが付属 :

- サンプルデモアプリケーションおよび完全なソースコード

- ユーザーガイド

- PC エンコーダユーティリティ (PCEU) の HTML ヘルプファイル

1.3 システム要件

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリでは、以下の属性を持つ PC 互換システムが必要です。

• Intel® Pentium® と同等以上のプロセッサ

• HTML ブラウザ

• 16 MB RAM ( 最小 )

• ハードディスク空き容量 40 MB

• Windows® 2000 または Windows XP オペレーティングシステム

• サウンドカード




第 2 章インストール

この章では、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリの各種ファイルについて説明します。また、dsPIC DSC プログラミングツールで使用するため、ラップトップまたは PC にライブラリをインストールする手順も記載します。主な内容は以下のとおりです。

• インストール手順

• ライブラリファイル

2.1 インストール手順

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリは、zip アーカイブファイルとして、マイクロチップ社のウェブサイトからダウンロードできます。アーカイブファイルをまずローカルハードディスクにコピーしてから、ファイルを解凍します。

ライブラリは、CD でもご利用いただけます。インストール CD からライブラリをインストールするには、以下の手順に従ってください。

1. ライブラリ CD を適切なドライブに挿入します。HTML ブラウザにインストール画面が表示されます。

図 2-1: インストール画面

2. [Click to Install Files] を選択します。図 2-2 に示すように、ファイルダウンロードのダイアログが表示されます。



図 2-2: ファイルダウンロードのダイアログ

3. [Save] をクリックします。[Save As] ダイアログが表示されます。

4. インストールの実行ファイルを保存する場所を指定し、[Save] をクリックします。

インストール実行ファイルの名前は、ライセンスの種類によって異なります。上記の例では、評価版のインストール実行ファイル名を使用しています。

5. 保存先の場所まで移動し、ファイルをダブルクリックしてインストールを開始します。インストール場所を指定するダイアログが表示されます。ここで、ライブラリのディレクトリの場所を選択できます。

図 2-3: インストール場所を指定するダイアログ


インストール

6. 目的のディレクトリまで移動し、[OK] をクリックします。ライセンス契約書が表示されます。

図 2-4: プログラムライセンス契約書

7. ライセンス契約書をよく読み、[OK] をクリックして次へ進みます。インストールが開始され、その進捗状況が表示されます。すべてのファイルがインストールされたら、インストール完了のダイアログが表示されます。

図 2-5: インストール完了のダイアログ

8. [OK] をクリックして、ダイアログを閉じます。これで、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリのインストールは完了です。

インストールを実行すると、Speex v3.0という名前のフォルダが作成されます。このフォルダには、2.2 項「ライブラリファイル」に記載されたファイルが含まれています。



2.2 ライブラリファイル

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリ CD または zipアーカイブファイルは、Speex v3.0という名前のディレクトリを生成します。このディレクトリには、以下のフォルダが含まれています。

• demos• doc• h• libs• PCEU

2.2.1 demosフォルダ

demosフォルダには、さまざまなアプリケーションシナリオで Speex の狭帯域モードおよび広帯域モードを使用する方法を説明する、アプリケーションコードの例が含まれています。このフォルダには、以下のフォルダとサブフォルダがあります。

• Narrowband- Communication- Playback- RecordPlay

• Wideband- Communication- Playback- RecordPlay

ここでは、Narrowbandフォルダ内のファイルについて説明します。狭帯域のデモと広帯域のデモの違いは、使用する Speex モードの違いのみです。狭帯域のデモでは、アーカイブファイル libspeex_8k.aとインクルードファイル speex_8k.hを使用します。広帯域のデモでは、アーカイブファイル libspeex.aとインクルードファイル speex.hを使用します。

2.2.1.1 Communicationフォルダ

Communicationフォルダに含まれるファイルは、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを使用して、シリアルリンクで音声データを送受信する 2 つの開発ボード間での通信を設定する方法を説明するためのものです。表 2-1 に、このフォルダのファイルを示します。

表 2-1: Communicationフォルダのファイル

File Name Description

Communication\Communication Demo 1.hex Demonstration hexadecimal file for board 1.

Communication\Communication Demo 2.hex Demonstration hexadecimal file for board 2.

Communication\Communication Demo.mcp Demonstration MPLAB Project file.

Communication\Communication Demo.mcw Demonstration MPLAB workspace.

Communication\cleanup.bat A batch file script for cleaning up intermediate build files.

Communication\h\Explorer16.h C header file for Explorer 16 Development Board routines.

Communication\h\speex_8k.h C header file defining the interface to Narrowband Speex Library.

Communication\h\UART2Drv.h C header file defining the interface to the UART driver.

Communication\h\WM8510CodecDrv.h C header file defining the interface to the WM8510 Codec driver.

Communication\lib\libspeex_8k.a Narrowband Speex Library archive file.


インストール

2.2.1.2 Playbackフォルダ

Playbackフォルダに含まれるデモファイルは、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを使用して再生専用システムを実装する方法を説明するためのものです。このデモでは、プログラムメモリに格納されたエンコード済み音声データを再生します。表 2-2 に、このフォルダのファイルを示します。

表 2-2: PLAYBACKフォルダのファイル

Communication\src\Explorer16.c C source file containing routines for the Explorer 16 Development Board.

Communication\src\main.c C source file containing the main speech processing routine.

Communication\src\UART2Drv.c C source file containing the driver routines for UART2.

Communication\src\WM8510CodecDrv.c C source file containing the driver routines for WM8510 Codec.

表 2-1: Communicationフォルダのファイル ( 続き )



Playback\Playback Demo.hex Demonstration hexadecimal file.

Playback\Playback Demo.mcp Demonstration MPLAB Project file.

Playback\Playback Demo.mcw Demonstration MPLAB workspace.

Playback\cleanup.bat A batch file script for cleaning up intermediate build files.

Playback\h\Explorer16.h C header file for Explorer 16 Development Board routines.

Playback\h\speex_8k.h C header file defining the interface to the Narrowband Speex Library.

Playback\h\PgmMemory.h C header file defining the interface to routines to read program memory.

Playback\h\WM8510CodecDrv.h C header file defining the interface to the WM8510 Codec driver.

Playback\lib\libspeex_8k.a Narrowband Speex Library archive file.

Playback\src\Explorer16.c C source file containing routines for the Explorer 16 Development Board.

Playback\src\main.c C source file containing the main speech processing routine.

Playback\src\SpeechSegment.s Encoded Speech Segment file.

Playback\src\PgmMemory.s Assembly source code containing the routines to read from program memory.

Playback\src\WM8510CodecDrv.c C source file containing the driver routines for the WM8510 Codec.



2.2.1.3 RecordPlay フォルダ

RecordPlay デモでは、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを使用して、音声レコーダシステムを実装する方法を説明します。このデモでは、音声データをエンコードし、外部シリアルフラッシュメモリに格納し、要求されるとこのデータを再生します。表 2-3 に、このフォルダのファイルを示します。

2.2.2 doc フォルダ

このフォルダには、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリの電子ユーザーガイドと、Speex PC エンコーダユーティリティの HTML ヘルプファイルが含まれています。それぞれのドキュメントを表示するには、ファイル名をダブルクリックします。また、ユーザーガイドは、マイクロチップ社のウェブサイト (www.microchip.com) からダウンロードすることもできます。

2.2.3 hフォルダ

このフォルダには、API を定義する C 言語のヘッダファイルが含まれています。表2-4 に、このフォルダのファイルを示します。

表 2-4: インクルードファイル

表 2-3: RecordPlayフォルダのファイル


RecordPlay\RecordPlay Demo.hex Demonstration hexadecimal file.

RecordPlay\RecordPlay Demo.mcp Demonstration MPLAB Project file.

RecordPlay\RecordPlay Demo.mcw Demonstration MPLAB workspace.

RecordPlay\cleanup.bat A batch file script for cleaning up intermediate build files.

RecordPlay\h\Explorer16.h C header file for Explorer 16 Development Board routines.

RecordPlay\h\speex_8k.h C header file defining the interface to Narrowband Speex Library.

RecordPlay\h\SST25VF0404BDrv.h C header file defining the interface to routines for SST25VF040B serial Flash memory.

RecordPlay\h\WM8510CodecDrv.h C header file defining the interface to the WM8510 Codec driver.

RecordPlay\lib\libspeex_8k.a Narrowband Speex Library archive file.

RecordPlay\src\Explorer16.c C source file containing routines for the Explorer 16 Development Board.

RecordPlay\src\main.c C source file containing the main speech processing routine.

RecordPlay\src\SpeechSegment.s Encoded Speech Segment file.

RecordPlay\src\ SST25VF0404BDrv.h Assembly source code containing the routines for SST25VF040B serial Flash memory.

RecordPlay\src\WM8510CodecDrv.c C source file containing the driver routines for the WM8510 Codec.


h\libspeex.h Include file that contains the interface to Wideband Plus Narrowband Speex modes. This file must be included in the application to use any of the four modes.

h\libspeex_8k.h Include file that contains the interface to the optimized Narrowband Speex mode. This file must be included in the application to use the single Narrowband mode.


インストール

2.2.4 libsフォルダ

このフォルダには、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリのライブラリアーカイブファイルが含まれています。表 2-5 に、このフォルダのファイルを示します。

表 2-5: インクルードファイル

2.2.5 PCEUフォルダ

このフォルダには、Speex PC エンコーダユーティリティ (PCEU) に必要なファイルが含まれています。表 2-6 に、このフォルダのファイルを示します。

表 2-6: PCEU ファイル


libs\libspeex.a Archive file that contains Wideband Plus Narrowband Speex functions. This file must be included in the application to use any of the four modes.

libs\libspeex_8k.a Archive file that contains optimized Narrowband Speex functions. This file must be included in the application to use the single Narrowband mode.


PCEU\dsPICSpeechRecord.exe PCEU executable file. Double-click this file to start the Speex PCEU utility.

PCEU\Speech_WB.dll DLL files required by the PCEU.

PCEU\SpeechRecord.dll



ノート :




第 3 章クイックスタートデモ

この章では、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリパッケージに付属するクイックスタートデモのコード例について説明します。以下の 3 つのデモサンプルがあります。

• 通信デモ

• 再生デモ

• 録音再生デモ

3.1 通信デモ

通信デモでは、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを使用して、全二重通信方式のアプリケーションで必要な帯域幅を削減する方法を説明します。

3.1.1 デモのまとめ

通信コードの例では、2 つの Explorer 16 開発ボードと 2 つの Audio PICtail™ Plusドーターボード ( ソフトウェアラインセンスには含まれません ) を使用する必要があります。これらのボードは、図 3-1 に示すように設定します。

図 3-1: SPEEX 通信デモの設定

ヘッドセットは、Audio PICtail Plus ドーターボードに接続します。ボード 1 に接続されたヘッドセットに向かって発話すると、Audio PICtail Plus ドーターボードのWM8510 コーデックがデータのサンプリングと変換を行い、DCI モジュールを介して dsPIC DSC デバイスに送り込みます。dsPIC DSC デバイスは、Speex エンコーダを使用して音声信号を圧縮し、圧縮された音声フレームデータを UART2 モジュールと RS-232 トランシーバを介してボード 2 へ送信します。

ボード 2 の dsPIC DSC デバイスは、オンボードの RS-232 トランシーバとデバイスのUART2 モジュールを介してエンコードされたフレームを受信します。dsPIC DSC デバイスは、Speex デコーダを使用して受信したフレームをデコードし、対応する DCIモジュールとオンボードの WM8510 コーデックを介してヘッドセットに信号を再生します。

Explorer 16 Development Board with Audio PICtail™ Plus Daughter Board

Board 1 Board 2

running Speex Speech Encoding/Decoding Library

Explorer 16 Development Board with Audio PICtail Plus Daughter Board

running Speex Speech Encoding/Decoding Library



16 ビットの分解能で 8 kHz でサンプリングされる音声信号の場合、データレートは128 kbps となります。このデータを通信リンクを介してリモート端末へ送信するために、最小限必要な通信リンクの帯域幅は 128 kbps です。例えば、8 kbps モードなど、狭帯域 Speex モードを使用して音声信号をエンコードすると、通信リンクの最小帯域幅は 8 kbps となります。その結果、16x の帯域幅の削減が実現します。

このコード例では、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリから Speex16KHzEncode()関数および Speex16KHzDecode()関数 ( 広帯域の場合 )、あるいは Speex8KHzEncode()関数および Speex8KHzDecode()関数( 狭帯域の場合 ) を呼び出して、音声データのエンコーディング / デコーディングを行います。

3.1.2 デモの設定

このデモアプリケーションは、Audio PICtail Plus ドーターボード ( ソフトウェアライセンスには含まれません ) を搭載した Explorer 16 開発ボードで実行することを想定しています。この項で説明した手順は、狭帯域と広帯域いずれの Speex 通信デモにも適用されます。

以下の項に記載した手順に従って、デモをセットアップします。

3.1.2.1 EXPLORER 16 開発ボードと AUDIO PICtail PLUS ドーターボードを設定する

電源を投入する前に、ボードを設定します。

1. 図 3-2 に示すように、Audio PICtail Plus ドーターボード 1 で、ジャンパ J4 (O/P SEL) をコーデック位置に設定し、ジャンパ J8 (LN/MIC) をマイクロフォン位置に設定します。

図 3-2: AUDIO PICtail™ PLUS ドーターボードのジャンパ位置

2. Audio PICtail Plus ドーターボード 1 を、Explorer 16 開発ボード 1 の PICtail Plusソケット J5 に差し込みます。

3. Audio PICtail Plusドーターボード1のソケットJ10にヘッドフォンを接続します。

4. Audio PICtail Plusドーターボード1のソケットJ1にマイクロフォンを接続します。

J4 (Codec select)

J8 (Mic select)


クイックスタートデモ

5. 2 番目の Audio PICtail Plus ドーターボードと Explorer 16 開発ボードにステップ1 ～ 4 を繰り返します。

6. DB9M-DB9M ヌルモデムアダプタの一端を、Explorer 16 開発ボード 1 の P1 に接続します。次に、RS-232ケーブルの一端をヌルモデムアダプタに接続します。

7. RS-232 ケーブルのもう一端を、Explorer 16 開発ボード 2 の P1 に接続します。

8. 設定が完了したら、Explorer 16 開発ボードに電源を投入します。設定は、図 3-3と同じようになります。

図 3-3: SPEEX 通信デモの設定

3.1.2.2 dsPIC DSC デバイスのプログラミング

このプロセスは、Explorer 16 開発ボードの dsPIC DSC デバイスに Speex 通信デモをロードするときに使用します。

1. PC で、MPLAB IDE を起動し、CommunicationフォルダにあるCommunication Demo.mcpプロジェクトを開きます。MPLAB IDE の詳細は、『MPLAB IDE ユーザーズガイド』(DS51025) を参照してください。

2. プロジェクトの 16 進ファイルをインポートします。ボード 1 の場合は、[File] > [Import] > [Communication Demo 1.hex] を順に選択します。ボード 2 の場合は、[File] > [Import] > [Communication Demo 2.hex] を順に選択します。

3. [Programmer] メニューで [Connect] を選択し、MPLAB ICD 2 を dsPIC DSC デバイスターゲットにリンクします。[Output] ウィンドウに、MPLAB ICD 2 の準備が完了したことが表示されます。

4. [Programmer] メニューで [Program] を選択します。[Output] ウィンドウにダウンロードプロセスが表示され、図 3-4 のように、プログラミングが正常に終了したことが示されます。

Explorer 16 Development Board and Audio PICtail Daughter Board 2

115 VAC

9 VDC

Explorer 16 Development Board and Audio PICtail™ Daughter Board 1

115 VAC

9 VDC

Null Modem Adapter

RS-232 Cable



5. MPLAB ICD 2 を Explorer 16 開発ボードに接続します。

6. ボードで dsPIC DSC デバイスをプログラムします。

7. プログラムがロードされたら、MPLAB ICD 2 をボードから切断します(MPLAB ICD 2 コネクタから電話ケーブルを外します )。

8. 2 番目のボードに対して、ステップ 2 ～ 7 を繰り返します。

図 3-4 にプログラミングのステータスが示されています。

図 3-4: 出力ウィンドウのプログラミングステータス

3.1.3 デモ手順

両方のデバイスにデモアプリケーションがプログラムされたら、アプリケーションを実行する準備が整いました。以下の手順に従って、デモを実行します。

1. ボード 1 をリセットします。ボードの LED D3 が点灯し、ボードが同期の完了を待っていることを示します。

2. ボード 2 をリセットします。ここで、両方のボードの LED D4 が点灯し、ボードが同期され、エンコードされた音声データフレームを送っていることを示します。

3. ボード 1 に接続されたマイクロフォンに向かって発声します。この音声が、ボード 2 に接続されたヘッドフォンから聴こえてきます ( あるいはその逆 )。

3.1.4 デモコードの説明

デモコードは、PLL が 40 MIPS 動作に設定された状態で、プライマリオシレータをクロックソースとして使用して、dsPIC DSC デバイスで実行されます。

ファイル main.cには、デモアプリケーションのメイン関数が含まれます。このメイン関数は、UART および WM8510 コーデックドライバで必要となるすべての変数および配列、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリ関数で必要となるデータメモリのブロックをデータメモリに割り当てます。



メイン関数は、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリから Speex8KHzEncoderInit()関数および Speex8KHzDecoderInit()関数( 広帯域通信デモの場合は対応する Wideband 関数 ) を呼び出し、Speex エンコーダおよびデコーダアルゴリズムをそれぞれのデフォルトの初期状態に初期化します。

また、メイン関数は WM8510Init()関数を呼び出し、DCI モジュール、I2C™ モジュール、WM8510 コーデック、および DCI 割り込みを初期化します。DCI モジュールは、マスターとして動作し、シリアルクロックおよびフレーム同期ラインを駆動します。WM8510 コーデックはスレーブとして動作します。DCI モジュールはマルチチャネルフレーム同期動作モードで、データワードサイズ 16 ビットおよびデータワード数 ( フレーム当たりのタイムスロット数 ) 16 に設定されています。このデモでは 1 つの送信スロットと 1 つの受信スロットのみを使用します。dsPIC DSC デバイスは、dsPIC DSC デバイスの I2C モジュールを介して、WM8510 コードに制御情報を伝達します。続いて、WM8510Start()関数を使用して、DCI モジュールと I2C モジュールを有効にします。WM8510SampleRate8KConfig()は、WM8510 コーデックのサンプリングレートを 8 kHz に設定します。広帯域通信デモの場合は、WM8510SampleRate16KConfig()関数を呼び出し、WM8510 コーデックのサンプリングレートを 16 kHz に設定します。

UART2Init()関数は、UART2Drv.hで指定したボーレートで動作するように、dsPIC DSC の UART2 モジュールを設定します。UART2Start()関数は、送受信を行うため、UART2 モジュールを有効にします。ドライバは、UART2IsReadBusy()関数および UART2IsWriteBusy()関数により、同期インターフェースを提供します。メイン処理では、これらの関数を使用して、データフレームの受信とフレーム送信の完了を判別します。

BoardSychronize()関数を呼び出し、2 つのボードを確実に同期します。UARTドライバでは、エンコードしたデータのフルフレームがチェックされます。データフレームを受信したら、Speex8KHzDecode()関数を呼び出してフレームをデコードします。デコードされた音声フレームは、WM8510 コーデックドライバに書き込まれます。コーデックドライバは、生の音声サンプルフレームを処理するためにポーリングされます。フレームの処理準備ができたら、Speex8KHzEncode()関数が呼び出されます。エンコードされたフレームは、UART2 ドライバに書き込まれ、送信されます。

3.2 再生デモ

再生デモでは、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを使用した再生アプリケーションを示します。この場合、エンコードされたフレームをプログラムメモリから読み出し、Speex デコーダでデコードして再生します。Speex でエンコード済みのフレームをプログラムメモリに格納することで、アプリケーションは外部メモリの使用を最小限に抑えられます。


再生のコード例では、1 つの Audio PICtail Plus ドーターボード ( ソフトウェアライセンスには含まれません ) を搭載した 1 つの Explorer 16 開発ボードを使用します。ヘッドセットは、Audio PICtail Plus ドーターボードに接続します。デモコードは、プログラムメモリに格納された Speex エンコード済みフレームを読み出します。次に、すべてのフレームを Speex デコーダでデコードします。デコードされた音声データを、ヘッドフォンで再生するために WM8510 コーデックに書き込みます。

エンコード済みの音声データは、Speex PCEU を使用して取得します。PCEU で生成された .sファイルは、プロジェクトに組み込まれてコンパイルされます。これで、エンコード済みの音声データがプログラムメモリの一部となります。

コード例では、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリから Speex16KHzDecode()関数または Speex8KHzDecode()関数を呼び出し、音声データをデコードします。




このデモアプリケーションは、Audio PICtail Plus ドーターボード ( ソフトウェアライセンスには含まれません ) を搭載した Explorer 16 開発ボードで実行することを想定しています。この項で説明した手順は、狭帯域と広帯域いずれの Speex 再生デモにも適用されます。




1. Audio PICtail Plus ドーターボードで、ジャンパ J4 (O/P SEL) をコーデック位置に設定し、ジャンパ J8 (LN/MIC) をマイクロフォン位置に設定します ( 図 3-2 を参照 )。

2. Audio PICtail Plus ドーターボードを、Explorer 16 開発ボードの PICtail Plus ソケット J5 に差し込みます。

3. Audio PICtail Plus ドーターボードのソケット J10 にヘッドフォンを接続します。

4. 設定が完了したら、Explorer 16 開発ボードに電源を投入します。


このプロセスは、Explorer 16 開発ボードの dsPIC DSC デバイスに Speex 再生デモをロードするときに使用します。

1. PC で、MPLAB IDE を起動し、Playbackフォルダにある Playback Demo.mcpプロジェクトを開きます。MPLAB IDE の詳細は、『MPLAB IDE ユーザーズガイド』(DS51025) を参照してください。

2. [File] > [Import] > [Playback Demo] を順に選択し、プロジェクトの 16 進ファイルをインポートします。




6. ボード上の dsPIC DSC デバイスをプログラムします。

7. プログラムがロードされたら、MPLAB ICD 2 をボードから切断します (MPLABICD 2 コネクタから電話ケーブルを外します )。

3.2.3 デモ手順

デバイスにデモアプリケーションがプログラムされたら、アプリケーションを実行する準備が整いました。以下の手順に従って、デモを実行します。

1. ボードをリセットします。ボードの LED D3 が点灯し、アプリケーションが実行中であることが示されます。

2. ヘッドフォンで音声サンプルが再生されていることを耳で確認します。





ファイル main.cには、デモアプリケーションのメイン関数が含まれます。このメイン関数は、WM8510 コーデックドライバで必要となるすべての変数および配列、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリ関数で必要となるデータメモリのブロックをデータメモリに割り当てます。

メイン関数は、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリから Speex8KHzDecoderInit()関数 ( 広帯域再生デモの場合は対応する Wideband関数 ) を呼び出し、Speex デコーダアルゴリズムをデフォルトの初期状態に初期化します。

また、メイン関数は、WM8510Init()関数を呼び出し、DCI モジュール、I2C モジュール、WM8510 コーデック、および DCI 割り込みを初期化します。DCI モジュールは、マスターとして動作し、シリアルクロックおよびフレーム同期ラインを駆動します。WM8510 コーデックはスレーブとして動作します。DCI モジュールはマルチチャネルフレーム同期動作モードで、データワードサイズ 16 ビットおよびデータワード数 ( フレーム当たりのタイムスロット数 ) 16 に設定されています。このデモでは 1 つの送信スロットと 1 つの受信スロットのみを使用します。dsPIC DSC デバイスは、dsPIC DSC デバイスの I2C モジュールを介して、WM8510 コードに制御情報を伝達します。続いて、WM8510Start()関数を使用して、DCI モジュールと I2C モジュールを有効にします。WM8510SampleRate8KConfig() は、WM8510 コーデックのサンプリングレートを8 kHz に設定します。広帯域通信デモの場合は、WM8510SampleRate16KConfig()関数を呼び出し、WM8510 コーデックのサンプリングレートを 16 kHz に設定します。

PgmMemOpen()関数が、読み出しのためにプログラムメモリのハンドルを開きます。メインループは、PgmMemRead()関数でプログラムメモリから 1 フレームを読み出し、デコーディングのために Speex8KHzDecode() 関数に渡します。デコードされた音声フレームは、WM8510 コーデックドライバに書き込まれて再生されます。

3.3 録音再生デモ

Speex 録音再生デモでは、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを使用した音声レコーダアプリケーションを示します。このデモで重視しているのは、音声データを格納する際に必要となるメモリの削減です。このデモは、半二重システムの例を示します。


録音再生デモのコード例では、1 つの Audio PICtail Plus ドーターボード ( ソフトウェアライセンスには含まれません ) を搭載した 1 つの Explorer 16 開発ボードを使用します。ヘッドセットは、Audio PICtail Plus ドーターボードに接続します。

録音モードでは、Audio PICtail Plus ドーターボードの WM8510 コーデックがマイクロフォンから取り込まれた音声信号のサンプリングと変換を行い、DCI モジュールを介して disPIC DSC デバイスに送り込みます。dsPIC DSC デバイスは、Speex エンコーダで音声信号を圧縮し、Audio PICtail Plus ドーターボード上にあるシリアルフラッシュメモリに圧縮したデータを格納します。再生モードでは、アプリケーションは、シリアルフラッシュメモリに格納されたエンコード済み音声フレームを読み出し、Speex デコーダでフレームをデコードします。デコードされた音声データを、ヘッドフォンで再生するために WM8510 コーデックに書き込みます。

16 ビットの分解能で 8 kHz でサンプリングされる音声信号の場合、そのデータレートは 128 kbps となります。1 分間の生の音声データをメモリに格納するには、960 KBのメモリが必要です。例えば 8 kbps モードなど、狭帯域 Speex モードで音声信号をエンコードした場合、1 分間の音声を格納するのに必要なメモリは 60 KB です。

このコード例では、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリから Speex16KHzEncode()関数および Speex16KHzDecode()関数 ( 広帯域の場合 )、あるいは Speex8KHzEncode()関数および Speex8KHzDecode()関数( 狭帯域の場合 ) を呼び出して、音声データのエンコーディング / デコーディングを行います。




このデモアプリケーションは、Audio PICtail Plus ドーターボード ( ソフトウェアライセンスには含まれません ) を搭載した Explorer 16 開発ボードで実行することを想定しています。この項で説明した手順は、狭帯域と広帯域いずれの Speex 録音再生デモにも適用されます。




1. Audio PICtail Plus ドーターボードで、ジャンパ J4 (O/P SEL) をコーデック位置に設定し、ジャンパ J8 (LN/MIC) をマイクロフォン位置に設定します ( 図 3-2 を参照 )。

2. Audio PICtail Plus ドーターボードを、Explorer 16 開発ボードの PICtail Plus ソケット J5 に差し込みます。

3. Audio PICtail Plus ドーターボードのソケット J10 にヘッドフォンを接続します。

4. Audio PICtail PlusドーターボードのソケットJ1にマイクロフォンを接続します。

5. 設定が完了したら、Explorer 16 開発ボードに電源を投入します。


このプロセスは、Explorer 16 開発ボードの dsPIC DSC デバイスに Speex 録音再生デモをロードするときに使用します。

1. PC で、MPLAB IDE を起動し、RecordPlayフォルダにある Record Play Demo.mcpプロジェクトを開きます。MPLAB IDE の詳細は、『MPLAB IDEユーザーズガイド』(DS51025) を参照してください。

2. [File] > [Import] > [Record Play Demo] を順に選択し、プロジェクトの 16 進ファイルをインポートします。




6. ボードで dsPIC DSC デバイスをプログラムします。

7. プログラムがロードされたら、MPLAB ICD 2 をボードから切断します (MPLABICD 2 コネクタから電話ケーブルを外します )。

3.3.3 デモ手順

デバイスにデモアプリケーションがプログラムされたら、アプリケーションを実行する準備が整いました。以下の手順に従って、デモを実行します。

1. ボードをリセットします。ボードの LED D3 が点灯し、アプリケーションが実行中であることが示されます。

2. スイッチ S3 を押して、消去および録音プロセスを開始します。

LED D4 が点灯し、シリアルフラッシュメモリを消去していることが示されます。消去が終了すると LED D4 が消灯し、LED D7 が点灯して録音中であることが示されます。マイクロフォン信号が捕集され、シリアルフラッシュメモリに格納されます。

3. スイッチ S6 を押します。録音モードが終了し、再生モードが開始されます。LED D7 が消灯し、LED D8 が点灯します。



4. 録音を再開するには、スイッチ S3 を押します。



ファイル main.cには、デモアプリケーションのメイン関数が含まれます。このメイン関数は、WM8510 コーデックドライバ、SST25VF040B シリアルフラッシュメモリドライバで必要となるすべての変数および配列、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリ関数で必要となるデータメモリのブロックをデータメモリに割り当てます。

メイン関数は、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリから Speex8KHzEncoderInit()関数および Speex8KHzDecoderInit()関数( 広帯域録音再生デモの場合は対応する Wideband 関数 ) を呼び出し、Speex デコーダアルゴリズムをデフォルトの初期状態に初期化します。

また、メイン関数は、WM8510Init()関数を呼び出し、DCI モジュール、I2C モジュール、WM8510 コーデック、および DCI 割り込みを初期化します。DCI モジュールは、マスターとして動作し、シリアルクロックおよびフレーム同期ラインを駆動します。WM8510 コーデックはスレーブとして動作します。DCI モジュールはマルチチャネルフレーム同期動作モードで、データワードサイズ 16 ビットおよびデータワード数 ( フレーム当たりのタイムスロット数 ) 16 に設定されています。このデモでは 1 つの送信スロットと 1 つの受信スロットのみを使用します。dsPIC DSC デバイスは、dsPIC DSC デバイスの I2C モジュールを介して、WM8510 コードに制御情報を伝達します。続いて、WM8510Start()関数を使用して、DCI モジュールと I2C モジュールを有効にします。WM8510SampleRate8KConfig()は、WM8510 コーデックのサンプリングレートを 8 kHz に設定します。広帯域通信デモの場合は、WM8510SampleRate16KConfig()関数を呼び出し、WM8510 コーデックのサンプリングレートを 16 kHz に設定します。

SST25VF040BInit()関数が呼び出され、シリアルフラッシュドライバメモリが初期化されます。SST25VF040BStart()関数が、dsPIC DSC デバイスの SPI™ モジュールを有効にし、シリアルフラッシュと通信します。

メイン関数はスイッチをポーリングし、録音モードまたは再生モードが選択されているかどうかを判別します。録音モードが選択されている場合、チップ消去コマンドが含まれる SST25VF040BIOCtl()関数が呼び出されます。チップ消去が完了したら、Speex8KHzEncode()関数を使用して現在の音声フレームがエンコードされ、SST25VF040BWrite()関数を使用してフラッシュメモリに書き込まれます。音声フレームは、WM8510 ドライバにも送られ、ヘッドフォンに出力されます。再生モードが選択されている場合、SST25VF040BRead()関数を使用してシリアルフラッシュメモリを読み出し、Speex8KHzDecode()関数を使用してデコードし、WM8510 ドライバに書き込んで、ヘッドフォンに出力します。



ノート :




第 4 章 API (Application Programming Interface)

この章では、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリで使用できる API (Application Programming Interface) 関数の詳細を説明します。以下のトピックがあります。

• アプリケーションへのライブラリの追加

• メモリモデルコンパイルオプション

• ライブラリの使用

• レジスタの使用

• パケットの損失と破損

• PC エンコーダユーティリティ (PCEU) 出力ファイル

• リソース要件

• API 関数

• アプリケーションのヒント

4.1 アプリケーションへのライブラリの追加

アプリケーションで dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを使用するには、ライブラリアーカイブをアプリケーションプロジェクトワークスペースに追加し、対応するインクルード (.h) ファイルをアプリケーションコードに追加する必要があります。ライブラリファイルをアプリケーションに加える際に、次の点を考慮します。

• アプリケーションが 8 kHz サンプリングレートの音声コーディング ( 狭帯域 ) 機能のみを必要とし、出力データレートが 8 kbps である場合、libspeex_8k.aファイルおよび speek_8k.hファイルをアプリケーションに追加します。

• アプリケーションが 16 kHz サンプリングレートを必要とし、複数モードをサポートする場合、libspeex.aファイルおよび speex.hファイルをアプリケーションに追加する必要があります。

ここでは、広帯域 Speex ライブラリアーカイブをプロジェクトに追加する手順を説明します。狭帯域 Speex ライブラリアーカイブを追加する場合の手順も同じですが、選択するファイルが libspeex_8k.aとなります。libspeex.aライブラリアーカイブは、2 つの狭帯域モードもサポートします。

アプリケーションにライブラリを追加するには、以下の手順に従います。

1. MPLAB ワークスペースアプリケーションの [Project] ウィンドウで [Library Files] を右クリックし、[Add files] を選択します。

図 4-1:



2. libspeex.aファイルの場所まで移動します ( インストールディレクトリのlibsフォルダにあります )。

3. ファイルを選択し、[Open] をクリックします。

図 4-2:

4. ライブラリがアプリケーションに追加されます。

図 4-3:

ライブラリ関数を使用するには、アプリケーションソースコードで speex.hをインクルードします。このファイルは、( インストールディレクトリにある ) hフォルダからアプリケーションプロジェクトフォルダにコピーできます。


API (Application Programming Interface)

4.2 メモリモデルコンパイルオプション

アプリケーションが libspeex.a ( 狭帯域 + 広帯域アーカイブファイル ) を使用する場合、コンパイラが大容量メモリモデルを使用するよう設定する必要があります。手順を以下に示します。

1. 図 4-4 に示すように、[MPLAB IDE] メニューで [Project] > [Build Options] > [Project] を順に選択します。

図 4-4:

2. [MPLAB C30] タブをクリックし、以下のオプションを設定します。

a) 図 4-5 に示すように、[Categories] ドロップダウンリストから [Memory Model] を選択します。



図 4-5:

b) 図 4-6 に示すように、[Data Model] セクションで [Large data model] を選択します。



図 4-6:

3. [Apply] をクリックし、[OK] をクリックします。

これで手順は完了です。



4.3 ライブラリの使用

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリは、リエントラント環境で使用できるように設計されています。これにより、アルゴリズムは複数の音声チャネルを処理できます。エンコーダおよびデコーダのアルゴリズムはそれぞれ独立して動作するため、アプリケーションは、不要な場合にデコードまたはエンコーダをインスタンス化する必要がありません。スクラッチメモリは、複数のエンコーダ、複数のデコーダで共有できます。狭帯域 Speex ライブラリおよび広帯域 Speex ライブラリを使用するのに必要なコーディングステップを、以下に説明します。

4.3.1 狭帯域 Speex コーディングステップ

狭帯域 Speex を使用するには、アプリケーションでプロジェクトにlibspeex_8k.aを追加し、アプリケーションコードで speex_8k.hをインクルードする必要があります。その後、以下のコーディングステップを実行します。実際に必要なコードについては、例 4-1 を参照してください。

1. 狭帯域 Speex エンコーダのメモリを割り振ります。

このメモリは、サイズ NB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZEの整数配列となります。すべての音声チャネルに、それぞれエンコーダ状態ホルダが必要です。

2. 狭帯域 Speex デコーダのメモリを割り振ります。

このメモリは、サイズ NB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZEの整数配列となります。すべての音声チャネルに、それぞれデコーダ状態ホルダが必要です。

3. エンコーダの X および Y スクラッチメモリを割り振ります。

エンコーダの X スクラッチメモリは、サイズNB_SPEEX_ENCODER_X_SCRATCH_SIZEの符号なし文字配列で、2 バイトのアドレス境界に合わせた X メモリに配置されます。エンコーダの Y スクラッチメモリは、サイズ NB_SPEEX_ENCODER_Y_SCRATCH_SIZEの符号なし文字配列で、2 バイトのアドレス境界に合わせた Y メモリに配置されます。複数のエンコーダでスクラッチメモリを共有できます。

4. デコーダの X および Y スクラッチメモリを割り振ります。

デコーダの X スクラッチメモリは、サイズNB_SPEEX_DECODER_X_SCRATCH_SIZEの符号なし文字配列で、2 バイトのアドレス境界に合わせた X メモリに配置されます。デコーダの Y スクラッチメモリは、サイズ NB_SPEEX_DECODER_Y_SCRATCH_SIZの符号なし文字配列で、2 バイトのアドレス境界に合わせた Y メモリに配置されます。複数のデコーダでスクラッチメモリを共有できます。

5. 各音声チャネルのエンコーダを初期化します。

Speex8KHzEncoderInit()関数を使用して、各音声チャネルで狭帯域Speex エンコーダの状態を初期化します。

6. 各音声チャネルのデコーダを初期化します。

Speex8KHzDecoderInit()関数を使用して、各音声チャネルで狭帯域Speex デコーダの状態を初期化します。

7. 未処理の音声データフレームをエンコードします。

Speex8KHzEncode()関数を使用して、未処理の音声フレームをエンコードします。フレームのサイズは、NB_SPEEX_ENCODER_INPUT_SIZEでなければなりません。

8. エンコード済みの音声データフレームをデコードします。

Speex8KHzDecode()関数を使用して、エンコード済み音声フレームをデコードします。フレームのサイズは、NB_SPEEX_DECODER_INPUT_SIZE_8Kでなければなりません。



例 4-1: 狭帯域 SPEEX ライブラリコードサンプル

4.3.2 広帯域 Speex コーディングステップ

広帯域 Speex を使用するには、アプリケーションでプロジェクトに libspeex.aを追加し、アプリケーションコードに speex.hをインクルードする必要があります。その後、以下のコーディングステップを実行します。実際に必要なコードについては、例 4-2 を参照してください。

1. 広帯域 Speex エンコーダのメモリを割り振ります。

このメモリは、サイズ WB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZEの整数配列となります。すべての音声チャネルに、それぞれエンコーダ状態ホルダが必要です。

2. 広帯域 Speex デコーダのメモリを割り振ります。

このメモリは、サイズ WB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZEの整数配列となります。すべての音声チャネルに、それぞれデコーダ状態ホルダが必要です。

3. エンコーダの X および Y スクラッチメモリを割り振ります。

エンコーダの X スクラッチメモリは、サイズWB_SPEEX_ENCODER_X_SCRATCH_SIZEの符号なし文字配列で、2 バイトのアドレス境界に合わせた X メモリに配置されます。エンコーダの Y スクラッチメモリは、サイズ WB_SPEEX_ENCODER_Y_SCRATCH_SIZEの符号なし文字配列で、2 バイトのアドレス境界に合わせた Y メモリに配置されます。複数のエンコーダでスクラッチメモリを共有できます。

4. デコーダの X および Y スクラッチメモリを割り振ります。

デコーダの X スクラッチメモリは、サイズWB_SPEEX_DECODER_X_SCRATCH_SIZEの符号なし文字配列で、2 バイトのアドレス境界に合わせた X メモリに配置されます。デコーダの Y スクラッチメモリは、サイズ WB_SPEEX_DECODER_Y_SCRATCH_SIZEの符号なし文字配列で、2バイトのアドレス境界に合わせた Y メモリに配置されます。複数のデコーダでスクラッチメモリを共有できます。

5. 各音声チャネルのエンコーダを初期化します。

Speex16KHzEncoderInit()関数を使用して、各音声チャネルで広帯域 Speexエンコーダの状態を初期化します。

#include “speex_8k.h”...int encoder[NB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZE]; /* Step 1 */int decoder[NB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZE]; /* Step 2 */

unsigned char encXScratchMem[NB_SPEEX_ENCODER_X_SCRATCH_SIZE]; _XBSS(2); /* Step 3 */unsigned char encYScratchMem[NB_SPEEX_ENCODER_Y_SCRATCH_SIZE]; _YBSS(2); /* Step 3 */ unsigned char decXScratchMem[NB_SPEEX_DECODER_X_SCRATCH_SIZE]; _XBSS(2); /* Step 4 */unsigned char decYScratchMem[NB_SPEEX_DECODER_Y_SCRATCH_SIZE]; _YBSS(2); /* Step 4 */...Speex8KHzEncoderInit(encoder, encXScratchMem, encYScratchMem, NB_SPEEX_BITRATE_8K,

SPEEX_NORMAL_PITCH) ;/* Step 5 */Speex8KHzDecoderInit(decoder, decXScratchMem, decYScratchMem) ; /* Step 6 */...Speex8KHzEncode(encoder, rawSamples, encodedFrame); /* Step 7 */Speex8KHzDecode(decoder, encodedFrame, rawSamples); /* Step 8 */



6. 各音声チャネルのデコーダを初期化します。

Speex16KHzDecoderInit()関数を使用して、各音声チャネルで広帯域 Speexデコーダの状態を初期化します。

7. 未処理の音声データフレームをエンコードします。

Speex16KHzEncode()関数を使用して、未処理の音声フレームをエンコードします。フレームのサイズは、WB_SPEEX_ENCODER_INPUT_SIZEでなければなりません。

8. エンコード済みの音声データフレームをデコードします。

Speex16KHzDecode()関数を使用して、エンコード済み音声フレームをデコードします。選択したモードに応じて、入力配列のサイズは、WB_SPEEX_DECODER_INPUT_SIZE_9K8またはWB_SPEEX_DECODER_INPUT_SIZE_12K8バイトのいずれかとなります。

例 4-2: 広帯域 SPEEX ライブラリコードサンプル

4.4 レジスタの使用

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリでは、MODCON、CORCON、XMODSRT、XMODEND、YMODSRT、YMODEND、およびPSVPAG レジスタを使用し、変更します。これらのレジスタは保存され、ライブラリでの使用後は元の値に復元されます。アプリケーションが割り込みサービスルーチン (ISR) でこれらのレジスタを変更する場合、アプリケーションは ISR の開始および終了時にこれらのレジスタを保存、復元しなければなりません。これにより、特に、ライブラリ関数の実行中に割り込みが発生した場合など、ISR が実行コンテキストを破壊するのを防止します。

4.5 パケットの損失と破損

Speex アルゴリズムは失われたパケットに対処する堅牢性を備えていますが、破損したパケットは処理できません。無効のモードにおいてエンコードされたパケットを使用した場合、デコーダ関数はエラーコードを返し、正しい信号の推測を試みます。破損したパケット ( 無効なボコーダデータを含むパケット ) は、予期できないデコーダ動作を引き起こすことがあります。このようなアプリケーションでは、上位レイヤでエラーチェックと修正の機能を実装し、Speex パケットの完全性を保証することをお勧めします。

#include “speex.h”...int encoder[WB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZE]; /* Step 1 */int decoder[WB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZE]; /* Step 2 */

unsigned char encXScratchMem[WB_SPEEX_ENCODER_X_SCRATCH_SIZE]; _XBSS(2); /* Step 3 */unsigned char encYScratchMem[WB_SPEEX_ENCODER_Y_SCRATCH_SIZE]; _YBSS(2); /* Step 3 */ unsigned char decXScratchMem[WB_SPEEX_DECODER_X_SCRATCH_SIZE]; _XBSS(2); /* Step 4 */unsigned char decYScratchMem[WB_SPEEX_DECODER_Y_SCRATCH_SIZE]; _YBSS(2); /* Step 4 */...Speex16KHzEncoderInit(encoder, encXScratchMem, encYScratchMem, WB_SPEEX_BITRATE_9K8,

SPEEX_NORMAL_PITCH) ; /* Step 5 */Speex16KHzDecoderInit(decoder, decXScratchMem, decYScratchMem) ; /* Step 6 */...Speex16KHzEncode(encoder, rawSamples, encodedFrame) ; /* Step 7 */Speex16KHzDecode(decoder, encodedFrame, rawSamples) ; /* Step 8 */



4.6 PC エンコーダユーティリティ (PCEU) 出力ファイル

Speex PC エンコーダユーティリティ (PCEU) は、WAVE ファイルまたはマイクロフォンから捕集された音声をエンコードした後、3 つの出力ファイルを生成します。このファイルを表 4-1 に示します。

表 4-1: PCEU で出力されるファイルの説明

PCEU から生成される .sファイルは、アプリケーションワークスペースに組み込むことができます。コンパイルすると、エンコード済みの音声データがプログラムメモリの一部となります。広帯域モード 9.8 kbps でエンコードされた Speex 処理済みファイルを例に考えてみましょう。このモードでは、エンコード済みの各フレームに 25 バイトのデータが含まれます。例 4-3 に、このモードで PCEU から生成される.sファイルの先頭部分を示します。

例 4-3: 9.8 kbps 広帯域モードの .sファイル

メモリの使用を最適化するため、エンコーダユーティリティでは、1 つのプログラムワードの 24 ビット (3 バイト ) すべてを使用してデータを格納します。したがって、フレームの最初のバイトは、プログラムの下位 (low) バイトに格納されます。2 番目のバイトはプログラムの上位 (high) バイトに格納され、3 番目のバイトは最上位 (upper) のバイトに格納されます。例 4-3 を参照してください。

0x1D – フレームの最初のバイトがプログラムの下位 (low) バイトに格納される

0xDD – フレームの 2 番目のバイトがプログラムの上位 (high) バイトに格納される

0x84 – フレームの 3 番目のバイトが最上位 (upper) のバイトに格納される

プログラムワードの最上位 (upper) プログラムバイトに含まれる有効なフレームデータを読み出す必要があるため、アプリケーションプログラムは、TBLRD命令を使用して、プログラムメモリ内のエンコード済みデータにアクセスする必要があります。

File Type Description

.s File containing Speex encoded data with attributes to make the data a part of the program memory on the dsPIC DSC device. This file can be added to an application project.

.spx File containing Speex encoded data.

.raw File containing raw audio data.

* Speech Encoder Utility settings:* Input Source: Microphone* Output Array: speex_data* Array Size: 2502 bytes * Target Memory: Program Memory* Bitrate: 9.8 kbps********************************************************************************/

/* There are 834 elements in the data array. */

/* Data file for storing 24-bit constants in program memory */

.global _speex_data

.section .speex, “x”_speex_data:.pword 0x84DD1D, 0x390030, 0x0070CE, 0x38E71C, 0x762E00, 0x141C14.pword 0x930EAB, 0x0000B6, 0xC41D07, 0x3C0601, 0x730BE4, 0x8530D8.pword 0xC3A32A, 0x2EE149, 0x2B252B, 0x89B693, 0x1D97C8, 0xFBC2DE



4.7 リソース要件

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを実行するためのリソース要件は、狭帯域専用バージョン (libspeex_8k.aおよび speex_8k.h)または広帯域 + 狭帯域バージョン (libspeex.aおよび speex.h) のいずれのライブラリを選択するかによって異なります。各バージョンのリソース要件を、以下の項で表に示します。

4.7.1 狭帯域専用ライブラリ

狭帯域専用バージョンは、8 kHz のサンプリングレートで 8 kbps モードだけをサポートします。このライブラリのリソース要件は、次のとおりです。

表 4-2: プログラムメモリの使用量

表 4-3: 必要な入力および出力バッファ

表 4-4: 状態およびスクラッチメモリ

表 4-5: RAM のテーブルと定数

表 4-6: MIPS

Resource Size in Bytes Section

Encoder 24107 .text and .const

Decoder 24101 .text and .const

Encoder and Decoder 24131 .text and .const

Resource Size in Bytes Alignment Section

Encoder Input Buffer 320 2 X data memory

Encoder Output Buffer (8 kbps mode)

20 2 X data memory

Decoder Output Buffer 320 2 X data memory

注 : デコーダの出力ではエンコーダ入力バッファが再利用されるため、デコーダ出力バッファは不要です。


Encoder State Memory 1642 2 X data memory

Decoder State Memory 1394 2 X data memory

Encoder Scratch X Memory 800 2 X data memory

Encoder Scratch Y Memory 1500 2 Y data memory

Decoder Scratch X Memory 82 2 X data memory

Decoder Scratch Y Memory 850 2 Y data memory


Encoder 78 2 X data memory

Decoder 108 2 X data memory

Encoder and Decoder 108 2 X data memory

Function MIPS Typical Call Frequency

Speex8KHzEncoderInit() 0.01 Once

Speex8KHzDecoderInit() 0.02 Once

Speex8KHzEncode() 17.85 20 msec

Speex8KHzDecode() 2.11 20 msec



表 4-7: データ形式

4.7.2 広帯域 + 狭帯域 Speex

広帯域 + 狭帯域バージョンは、以下の 4 つのモードをサポートします。

• 8 kbps ( サンプリングレート 8 kHz)

• 11 kbps ( サンプリングレート 8 kHz)

• 9.8 kbps ( サンプリングレート 16 kHz)

• 12.8 kbps ( サンプリングレート 16 kHz)

このライブラリのリソース要件は、次のとおりです。

表 4-8: プログラムメモリの使用量

表 4-9: 必要な入力および出力バッファ

I/O Type Data Type

Encoder Input 16-bit linear PCM data

Decoder Output 16-bit Linear PCM data

Resource Size in Bytes Section

Wideband Encoder 38955 .text and .const

Wideband Decoder 38949 .text and .const

Wideband Encoder plus Wideband Decoder

38979 .text and .const

Narrowband Encoder 38955 .text and .const

Narrowband Decoder 38949 .text and .const

Narrowband Encoder plus Narrowband Decoder

38979 .text and .const


Wideband Encoder Input Buffer 640 2 X data memory

Narrowband Encoder Input Buffer 320 2 X data memory


20 2 X data memory


28 2 X data memory

Encoder Output Buffer (9.8 kbps mode)

25 2 X data memory

Encoder Output Buffer (12.8 kbps mode)

32 2 X data memory

Narrowband Decoder Output Buffer 320 2 X data memory

Wideband Decoder Output Buffer 640 2 X data memory

注 : デコーダの出力ではエンコーダ入力バッファが再利用されるため、デコーダ出力バッファは不要です。



表 4-10: 状態およびスクラッチメモリ

表 4-11: RAM のテーブルと定数

表 4-12: MIPS

表 4-13: データ形式


Narrowband Encoder State Memory 1642 2 X data memory

Narrowband Decoder State Memory 1394 2 X data memory

Wideband Encoder State Memory 2168 2 X data memory

Wideband Decoder State Memory 1844 2 Y data memory

Encoder Scratch X Memory 800 2 X data memory

Encoder Scratch Y Memory 2700 2 Y data memory

Decoder Scratch X Memory 82 2 X data memory

Decoder Scratch Y Memory 850 2 Y data memory


Wideband Encoder2144 2 X data memory

714 2 Y data memory

Wideband Decoder2944 2 X data memory

714 2 Y data memory

Wideband Encoder plus Wideband Decoder

2944 2 X data memory

714 2 Y data memory

Narrowband Encoder2144 2 X data memory

714 2 Y data memory

Narrowband Decoder2944 2 X data memory

714 2 Y data memory

Narrowband Encoder plus Narrowband Decoder

2944 2 X data memory

714 2 Y data memory

Function MIPS Typical Call Frequency









I/O Type Data Type

Encoder Input 16-bit linear PCM data

Decoder Output 16-bit Linear PCM data



4.8 API 関数

この項では、dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリで使用できる API (Application Programming Interface) 関数について説明します。各関数の後にそれぞれの詳しい説明を記載しています。

• Speex8KHzEncoderInit• Speex8KHzDecoderInit• Speex16KHzEncoderInit• Speex16KHzDecoderInit• Speex8KHzEncode• Speex8KHzDecode• Speex16KHzEncode• Speex16KHzDecode• SPEEX_NORMAL_PITCH• SPEEX_LOW_PITCH • NB_SPEEX_BITRATE_8K• NB_SPEEX_BITRATE_11K• WB_SPEEX_BITRATE_9K8• WB_SPEEX_BITRATE_12K8• NB_SPEEX_ENCODER_INPUT_SIZE• NB_SPEEX_DECODER_OUTPUT_SIZE• WB_SPEEX_ENCODER_INPUT_SIZE• WB_SPEEX_DECODER_OUTPUT_SIZE• NB_SPEEX_ENCODED_FRAME_SIZE_8K• NB_SPEEX_ENCODED_FRAME_SIZE_11K• WB_SPEEX_ENCODED_FRAME_SIZE_9K8• WB_SPEEX_ENCODED_FRAME_SIZE_12K8• SPEEX_ENCODER_X_SCRATCH_SIZE • SPEEX_ENCODER_Y_SCRATCH_SIZE• SPEEX_DECODER_X_SCRATCH_SIZE • SPEEX_DECODER_Y_SCRATCH_SIZE • NB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZE• NB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZE• WB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZE• WB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZE• SPEEX_INVALID_MODE_ID



Speex8KHzEncoderInit

説明

狭帯域 Speex エンコーダを初期化します。

インクルード

speex.h speex_8k.h

プロトタイプ

void Speex8KHzEncoderInit(int* encoderState, unsigned char* xScratchMem, unsigned char* yScratchMem,int bitRate,int pitch);

引き数

encoderState 狭帯域 Speex エンコーダのこのインスタンス用の状態メモリへの

ポインタ。xScratchMem エンコーダが使用するX RAMのスクラッチメモリ領域へのポインタ。

yScratchMem エンコーダが使用するY RAMのスクラッチメモリ領域へのポインタ。

bitRate エンコーダが動作するビットレートを表す値。値は、8 kbps モード

の場合は NB_SPEEX_BITRATE_8K、11 kbps モードの場合は

NB_SPEEX_BITRATE_11Kのいずれかです。

pitch エンコーダのピッチ範囲を表す値。値は、低ピッチ範囲の場合は

SPEEX_LOW_PITCH、通常ピッチ範囲の場合は

SPEEX_NORMAL_PITCHのいずれかです。

戻り値

なし

注記

各音声チャネルに、それぞれエンコーダ状態が必要です。エンコーダ関数が同じコンテキストで呼び出される限り ( すなわち、エンコード関数が割り込みサービスルーチン (ISR) や他のタスクで呼び出されない場合 )、複数のエンコーダでスクラッチメモリを共有できます。

コード例

int encoder [NB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZE] _XBSS(2);unsigned char xScratchMem [SPEEX_ENCODER_X_SCRATCH_SIZE] _XBSS(2);unsigned char yScratchMem [SPEEX_ENCODER_Y_SCRATCH_SIZE] _YBSS(2);.../* Initialize an Narrowband Speex encoder at bit * rate of 8 kbps and normal pitch range */

Speex8KHzEncoderInit(encoder,xScratchMem,yScratchMem,NB_SPEEX_BITRATE_8K, SPEEX_NORMAL_PITCH);



Speex8KHzDecoderInit

説明

狭帯域 Speex デコーダを初期化します。

インクルード

speex.h speex_8k.h

プロトタイプ

void Speex8KHzDecoderInit(int* decoderState, unsigned char* xScratchMem, unsigned char* yScratchMem);

引き数

decoderState 狭帯域 Speex デコーダのこのインスタンス用の状態メモリへの

ポインタ。xScratchMem デコーダが使用する X RAM のスクラッチメモリ領域へのポインタ。

yScratchMem デコーダが使用する Y RAM のスクラッチメモリ領域へのポインタ。

戻り値

なし

注記

各音声チャネルに、それぞれデコーダ状態が必要です。デコーダ関数が同じコンテキストで呼び出される限り ( すなわち、デコード関数が割り込みサービスルーチン(ISR) や他のタスクで呼び出されない場合 )、複数のデコーダでスクラッチメモリを共有できます。

コード例

int decoder [NB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZE] _XBSS(2);unsigned char xScratchMem [SPEEX_DECODER_X_SCRATCH_SIZE] _XBSS(2);unsigned char yScratchMem [SPEEX_DECODER_Y_SCRATCH_SIZE] _YBSS(2);.../* Initialize a Narrowband Speex decoder */

Speex8KHzDecoderInit(decoder,xScratchMem,yScratchMem);



Speex16KHzEncoderInit

説明

広帯域 Speex エンコーダを初期化します。

インクルード

speex.h

プロトタイプ

void Speex16KHzEncoderInit(int* encoderState, unsigned char* xScratchMem, unsigned char* yScratchMem,int bitRate,int pitch);

引き数


ポインタ。xScratchMem エンコーダが使用するX RAMのスクラッチメモリ領域へのポインタ。

yScratchMem エンコーダが使用するY RAMのスクラッチメモリ領域へのポインタ。

bitRate エンコーダが動作するビットレートを表す値。値は、9.8 kbps モード

の場合は WB_SPEEX_BITRATE_9K8、12.8 kbps モードの場合は

WB_SPEEX_BITRATE_12K8のいずれかです。

pitch エンコーダのピッチ範囲を表す値。値は、低ピッチ範囲の場合は

SPEEX_LOW_PITCH、通常ピッチ範囲の場合は SPEEX_NORMAL_PITCH

のいずれかです。

戻り値

なし

注記

各音声チャネルに、それぞれエンコーダ状態が必要です。エンコーダ関数が同じコンテキストで呼び出される限り ( すなわち、エンコード関数が割り込みサービスルーチンや他のタスクで呼び出されない場合 )、複数のエンコーダでスクラッチメモリを共有できます。

コード例

int encoder [WB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZE] _XBSS(2);unsigned char xScratchMem [SPEEX_ENCODER_X_SCRATCH_SIZE] _XBSS(2);unsigned char yScratchMem [SPEEX_ENCODER_Y_SCRATCH_SIZE] _YBSS(2);

/* Initialize a Wideband Speex encoder at bit * rate of 12.8 kbps and normal pitch range */...Speex16KHzEncoderInit(encoder,xScratchMem,yScratchMem,WB_SPEEX_BITRATE_12K8, SPEEX_NORMAL_PITCH);



Speex16KHzDecoderInit

説明

広帯域 Speex デコーダを初期化します。

インクルード

speex.h

プロトタイプ

void Speex16KHzDecoderInit(int* decoderState, unsigned char* xScratchMem, unsigned char* yScratchMem);

引き数

decoderState 広帯域 Speex デコーダのこのインスタンス用の状態メモリへの

ポインタ。xScratchMem デコーダが使用する X RAM のスクラッチメモリ領域へのポインタ。

yScratchMem デコーダが使用する Y RAM のスクラッチメモリ領域へのポインタ。

戻り値

なし

注記

各音声チャネルに、それぞれデコーダ状態が必要です。デコーダ関数が同じコンテキストで呼び出される限り ( すなわち、デコード関数が割り込みサービスルーチンや他のタスクで呼び出されない場合 )、複数のデコーダでスクラッチメモリを共有できます。

コード例

int decoder [WB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZE] _XBSS(2);unsigned char xScratchMem [SPEEX_DECODER_X_SCRATCH_SIZE] _XBSS(2);unsigned char yScratchMem [SPEEX_DECODER_Y_SCRATCH_SIZE] _YBSS(2);.../* Initialize a Wideband Speex decoder */

Speex16KHzDecoderInit(decoder,xScratchMem,yScratchMem);



Speex8KHzEncode

説明

狭帯域 Speex エンコーダを呼び出し、データフレームをエンコードします。

インクルード

speex.h speex_8k.h

プロトタイプ

int Speex8KHzEncode(int* encoderState, int * input, char* output);

引き数


ポインタ。input 未処理の音声データフレームへのポインタ。

output エンコード済みフレームへのポインタ。

戻り値

エンコード済みのフレームサイズをバイト単位で返します。

注記

出力配列のサイズは、エンコーダのモードによって異なります。NB_SPEEX_ENCODER_OUTPUT_SIZE_8Kまたは NB_SPEEX_ENCODER_OUTPUT_SIZE_11Kのいずれかです。入力配列のサイズは、NB_SPEEX_ENCODER_INPUT_SIZEでなければなりません。

コード例

int encoder [NB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZE] _XBSS(2);unsigned char xScratchMem [SPEEX_ENCODER_X_SCRATCH_SIZE] _XBSS(2);unsigned char yScratchMem [SPEEX_ENCODER_Y_SCRATCH_SIZE] _YBSS(2);int inputFrame [NB_SPEEX_ENCODER_INPUT_SIZE] _XBSS(2);char outputFrame [NB_SPEEX_ENCODER_OUTPUT_SIZE_8K] _XBSS(2);int bytes;.../* Initialize a Narrowband Speex encoder for operation * at 8 kbps and normal pitch range */

Speex8KHzEncoderInit(encoder,xScratchMem,yScratchMem,NB_SPEEX_BITRATE_8K,SPEEX_NORMAL_PITCH);.../* Encode a frame of data */

bytes = Speex8KHzEncode(encoder,inputFrame,outputFrame);



Speex8KHzDecode

説明

狭帯域Speexデコーダを呼び出し、エンコード済みデータフレームをデコードします。

インクルード

speex.h speex_8k.h

プロトタイプ

int Speex8KHzDecode(int* decoderState, char * input, int* output);

引き数

decoderState 狭帯域 Speex デコーダのこのインスタンス用の状態メモリへの

ポインタ。input エンコード済みデータフレームへのポインタ。

output デコード済みデータへのポインタ。

戻り値

エラーが検出されなかった場合は「0」を返します。パケットに無効なモードが含まれていた場合、SPEEX_INVALID_MODE_IDを返します。

注記

デコーダは、パケットに格納された情報を使用して、エンコード済みフレームのピッチ範囲とエンコードモードを取得します。NB_SPEEX_DECODER_OUTPUT_SIZEマクロを使用して、出力配列サイズを指定できます。

コード例

int decoder [NB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZE] _XBSS(2);unsigned char xScratchMem [SPEEX_DECODER_X_SCRATCH_SIZE] _XBSS(2);unsigned char yScratchMem [SPEEX_DECODER_Y_SCRATCH_SIZE] _YBSS(2);char inputFrame [NB_SPEEX_ENCODER_OUTPUT_SIZE_8K] _XBSS(2);int outputFrame [NB_SPEEX_DECODER_OUTPUT_SIZE] _XBSS(2);int retVal;.../* Initialize a Narrowband Speex decoder */

Speex8KHzDecoderInit(decoder,xScratchMem,yScratchMem);.../* Decode a frame of data */

retVal = Speex8KHzDecode(encoder,inputFrame,outputFrame);



Speex16KHzEncode

説明

広帯域 Speex エンコーダを呼び出し、データフレームをエンコードします。

インクルード

speex.h

プロトタイプ

int Speex16KHzEncode(int* encoderState, int * input, char* output);

引き数

encoderState 広帯域 Speex エンコーダのこのインスタンス用の状態メモリへの

ポインタ。input 未処理の音声データフレームへのポインタ。

output エンコード済みフレームへのポインタ。

戻り値

エンコード済みのフレームサイズをバイト単位で返します。

注記

出力配列のサイズは、エンコーダのモードによって異なります。WB_SPEEX_ENCODER_OUTPUT_SIZE_9K8またはWB_SPEEX_ENCODER_OUTPUT_SIZE_12K8のいずれかです。入力配列のサイズは、WB_SPEEX_ENCODER_INPUT_SIZEでなければなりません。

コード例

int encoder [WB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZE] _XBSS(2);unsigned char xScratchMem [SPEEX_ENCODER_X_SCRATCH_SIZE] _XBSS(2);unsigned char yScratchMem [SPEEX_ENCODER_Y_SCRATCH_SIZE] _YBSS(2);int inputFrame [WB_SPEEX_ENCODER_INPUT_SIZE] _XBSS(2);char outputFrame [WB_SPEEX_ENCODER_OUTPUT_SIZE_9K8] _XBSS(2);int bytes;.../* Initialize a Wideband Speex encoder for operation * at 9.8 kbps and normal pitch range */

Speex16KHzEncoderInit(encoder,xScratchMem,yScratchMem,NB_SPEEX_BITRATE_9K8,SPEEX_NORMAL_PITCH);.../* Encode a frame of data */

bytes = Speex16KHzEncode(encoder,inputFrame,outputFrame);



Speex16KHzDecode

説明

広帯域Speexデコーダを呼び出し、エンコード済みデータフレームをデコードします。

インクルード

speex.h

プロトタイプ

int Speex16KHzDecode(int* decoderState, char * input, int* output);

引き数

decoderState 広帯域 Speex デコーダのこのインスタンス用の状態メモリへの

ポインタ。input エンコード済みデータフレームへのポインタ。

output デコード済みデータへのポインタ。

戻り値

エラーが検出されなかった場合は「0」を返します。パケットに無効なモードが含まれていた場合、SPEEX_INVALID_MODE_IDを返します。

注記

デコーダは、パケットに格納された情報を使用して、エンコード済みフレームのピッチ範囲とエンコードモードを取得します。WB_SPEEX_DECODER_OUTPUT_SIZEマクロを使用して、出力配列サイズを指定できます。

コード例

int decoder [WB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZE] _XBSS(2);unsigned char xScratchMem [SPEEX_DECODER_X_SCRATCH_SIZE] _XBSS(2);unsigned char yScratchMem [SPEEX_DECODER_Y_SCRATCH_SIZE] _YBSS(2);char inputFrame [WB_SPEEX_ENCODER_OUTPUT_SIZE_9K8] _XBSS(2);int outputFrame [WB_SPEEX_DECODER_OUTPUT_SIZE] _XBSS(2);int retVal;.../* Initialize a Wideband Speex decoder */

Speex16KHzDecoderInit(decoder,xScratchMem,yScratchMem);.../* Decode a frame of data */

retVal = Speex16KHzDecode(decoder,inputFrame,outputFrame);



SPEEX_NORMAL_PITCH

説明

Speex エンコーダに通常ピッチ範囲を使用することを指示します。

値

0

SPEEX_LOW_PITCH

説明

Speex エンコーダに低ピッチ範囲を使用することを指示します。

値

1

NB_SPEEX_BITRATE_8K

説明

狭帯域 Speex エンコーダに 8 kbps モードを使用することを指示します。

値

3

NB_SPEEX_BITRATE_11K

説明

狭帯域 Speex エンコーダに 11 kbps モードを使用することを指示します。

値

4

WB_SPEEX_BITRATE_9K8

説明

広帯域 Speex エンコーダに 9.8 kbps モードを使用することを指示します。

値

3



WB_SPEEX_BITRATE_12K8

説明

広帯域 Speex エンコーダに 12.8 kbps モードを使用することを指示します。

値

4

NB_SPEEX_ENCODER_INPUT_SIZE

説明

狭帯域 Speex エンコーダの入力整数型配列のサイズを定義します。

値

160

NB_SPEEX_DECODER_OUTPUT_SIZE

説明

狭帯域 Speex デコーダの出力整数型配列のサイズを定義します。

値

160

WB_SPEEX_ENCODER_INPUT_SIZE

説明

広帯域 Speex エンコーダの入力整数型配列のサイズを定義します。

値

320

WB_SPEEX_DECODER_OUTPUT_SIZE

説明

広帯域 Speex デコーダの出力整数型配列のサイズを定義します。

値

320



NB_SPEEX_ENCODED_FRAME_SIZE_8K

説明

8 kbpsモードの場合に狭帯域Speexエンコーダの出力文字型配列のサイズを定義します。

値

20

NB_SPEEX_ENCODED_FRAME_SIZE_11K

説明

11 kbps モードの場合に狭帯域 Speex エンコーダの出力文字型配列のサイズを定義します。

値

28

WB_SPEEX_ENCODED_FRAME_SIZE_9K8

説明

9.8 kbps モードの場合に広帯域 Speex エンコーダの出力文字型配列のサイズを定義します。

値

25

WB_SPEEX_ENCODED_FRAME_SIZE_12K8

説明

12.8 kbps モードの場合に広帯域 Speex エンコーダの出力文字型配列のサイズを定義します。

値

32



SPEEX_ENCODER_X_SCRATCH_SIZE

説明

SpeexエンコーダのXスクラッチメモリ(符号なし文字型配列)のサイズを定義します。

値

800

SPEEX_ENCODER_Y_SCRATCH_SIZE

説明

SpeexエンコーダのYスクラッチメモリ(符号なし文字型配列)のサイズを定義します。

値

libspeex.a使用の場合は 2700

libspeex_8k.a使用の場合は 1500

SPEEX_DECODER_X_SCRATCH_SIZE

説明

SpeexデコーダのX スクラッチメモリ (符号なし文字型配列 )のサイズを定義します。

値

82

SPEEX_DECODER_Y_SCRATCH_SIZE

説明

SpeexデコーダのY スクラッチメモリ (符号なし文字型配列 )のサイズを定義します。

値

850

NB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZE

説明

狭帯域 Speex エンコーダ状態 ( 整数配列 ) のサイズを定義します。

値

0x335



NB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZE

説明

狭帯域 Speex デコーダ状態 ( 整数配列 ) のサイズを定義します。

値

0x2B9

WB_SPEEX_ENCODER_STATE_SIZE

説明

広帯域 Speex エンコーダ状態 ( 整数配列 ) のサイズを定義します。

値

0x43C

WB_SPEEX_DECODER_STATE_SIZE

説明

広帯域 Speex エンコーダ状態 ( 整数配列 ) のサイズを定義します。

値

0x39A

SPEEX_INVALID_MODE_ID

説明

エンコード済みフレームのモード ID が正しくない場合に、デコーダから返される値。

値

0xFFFE



4.9 アプリケーションのヒント

dsPIC DSC Speex 音声エンコーディング / デコーディングライブラリを使用する際のヒントをいくつか示します。

1. 音声システムをテストする最適な入力信号レベルは、通常 -10 dbm0 ～ -30 dbm0 の間と考えられます。デジタル入力音声レベルのピークが、フルレンジの 3/4 である場合、有効な精度が適切に利用されています。これより高いレベルであれば、振幅クリッピングが生じるおそれがあります。

2. エンコーダとデコーダでスクラッチメモリを共有することは可能です。この場合、エンコーダ関数とデコーダ関数を同じプロセススレッド ( タスク ) で呼び出す必要があります。言い換えると、スクラッチメモリを共有するエンコーダまたはデコーダを、割り込みサービスルーチン (ISR) で呼び出すことはできません。同じスクラッチメモリを使用するには、エンコーダの X および Y スクラッチメモリを割り振り、デコーダがそれを使用するように設定します。

3. 複数のエンコーダまたはデコーダを使用する場合に、エンコーダとデコーダが同じスクラッチメモリを共有することは可能です。前述のヒント 2 に従ってください。

4. 8 KB RAM のデバイスの場合 (dsPIC30F DSC デバイスなど )、狭帯域専用のライブラリアーカイブを使用してください。このような狭帯域モードの実装は、8 KB デバイスに最適化されています。



ノート :




索引

AAPI .................................................................................1

CCELP (Code Excited Linear Prediction) .......................6

PPC Encoder Utility (PCEU) ...........................................7

RReadmes .........................................................................3

W

WWW アドレス ...........................................................3

い

インストールライブラリのインストール ................................9

インターネットアドレス ..........................................3

お

お客様変更通知サービス ...........................................4オプションのハードウェア

Audio PICtail™ Plus ドーターボード ..............17Explorer 16 開発ボード ......................................17

音声信号圧縮 ...............................................................5

か

カスタマーサポート ..................................................4

さ

参考資料、推奨 ...........................................................3

し

システム要件 ...............................................................8

つ

通信設定ファイル .....................................................12

て

デモファイル ............................................................12Communication ....................................................12PCEU ...................................................................15Playback ...............................................................13RecordPlay ...........................................................14インクルード ......................................................14ドキュメント ......................................................14ライブラリアーカイブ .....................................15

ほ

保証登録 .......................................................................3本書

構成 ........................................................................1表記 ........................................................................2

ま

マイクロチップ社のインターネットウェブサイト ..........................................................3

も

モード狭帯域 ..................................................................12広帯域 ..................................................................12



北米本社2355 West Chandler Blvd.Chandler, AZ 85224-6199Tel: 480-792-7200 Fax: 480-792-7277テクニカルサポート : http://support.microchip.comウェブアドレス : www.microchip.com

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ダラスAddison, TXTel: 972-818-7423 Fax: 972-818-2924

デトロイトFarmington Hills, MITel: 248-538-2250Fax: 248-538-2260

ココモKokomo, INTel: 765-864-8360Fax: 765-864-8387

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03/26/09

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dsPIC DSC Speex 音声 エンコーディング デコーディング ...ww1.microchip.com/downloads/jp/DeviceDoc/70328A_JP.pdfDS70328A_JP - ページ ii 2009 Microchip Technology

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