MP4全称为MPEG-4，是一种集音频、视频、收音机等于一体的多功能播放器，是嵌入式系统在消费电子领域的典型发展，语音信号是类似MP4嵌入式系统中常见的一种信号，其特徵是典型的基于时间轴上的一维数位讯号，MP4通过数位讯号处理器DSP来完成处理传输和解码MP4档案的任务。其中主要利用数位讯号处理算法对模拟信号数位化后的数据进行处理是决定系统性能的一个关键问题。高质量低速率的语音编码技术是其中最主要的要求，它将模拟语音信号变成数位讯号以便在信道中传输。除了通信频宽的要求外，嵌入式系统存储容量的限制也要求对语音进行压缩，以满足巨量数据情况下进行实时或準实时微处理器处理的目的。

目前国内外在语音处理领域的研究焦点集中在两个方面：

（1）在保证语音质量的前提下，降低数据率，该方法由于数据量的下降对保证语音质量不利；

（2）对传统的语音编码器进行全频带扩展，使其适应音频的套用，但是该方法扩展频宽必然造成数位化后数据量的增加，也不利于满足嵌入式实时处理的要求。

在通话过程中，跟用户最直接打交道的是说和听，所以语音数据处理的好坏直接影响了系统实现的成败。语音数据处理的整个过程可以分为两个部分：

A/D转换

A/D转换，即把原始声音的模拟输入转化为数位化信息。

D/A转换

D/A转换，即把数字信息转化为模拟数据。

採用的AMR语音编码支持4.65~12.2Kb/s的8种编码速率，其算法複杂度较高，程式代码量较大，结构较为複杂。

3GPP TS26.104 V6.1.0（Release6）ANSI-C原始码中编码主程式为coder.c，该程式的执行流程为：

（1）处理命令提示符；

（2）打开模式控制档案；

（3）打开语音输入档案及编码输出档案；

（4）初始化编码器；

（5）以帧为单位压缩语音；

（6）将编码后的比特流写入编码输出档案；

（7）释放编码器。

原始码中解码主程式为decoder.c，该程式的执行流程为：

（1）处理命令提示符；

（2）打开解码输入及输出档案；

（3）初始化解码器；

（4）以帧为单位解码语音将合成语音数据写入解码输出档案；

（5）释放解码器。

在信号处理中，频域通常包含了更丰富的信息，对于不同的波形，一般均可以用傅立叶变换分析：即将时域的波形转化到频域分析。MP4音频中，由于干扰的存在，对数位化的信号，必须採取合适的算法进行滤波处理予以消除。以MP4语音信号处理为例，将快速傅立叶变换FFT与FIR滤波方法相结合，以提高嵌入式系统语音处效果。

MP4的典型系统结构

MP4的系统结构主要包括以下几部分：
（1）DSP+CPU，TLV320AIC23B；

（2）耳机电路；

（3）收音电路；

（4）显示模组；

（5）键盘电路；

（6）USB电路；

（7）电源电路；

（8）录音电路；

（9）存储系统。

系统要求中央处理器和DSP有较高的处理能力，而且要有一定的系统记忆体。另一方面，由于干扰的存在会影响音频的质量。

信号输出过程

（1）MP4歌曲档案从记忆体中取出并读取存储器上的信号；

（2）到解码晶片对信号进行解码；

（3）通过数模转换器将解出来的数位讯号转换成模拟信号；

（4）再把转换后的模拟音频放大；

（5）低通滤波后到耳机输出口，输出后就是我们所听到的音乐了。

基于FFT的MATLAB语音仿真主要思想

FFT是在离散傅立叶变换DFT基础上的快速算法。利用FFT进行处理时，首先利用MATLAB命令中Wavread来获取语音数据，然后将它给向量x(n)表示，并将该向量视为普通的数据序列，对该序列进行FFT变换，进行时域频谱分析，之后按照某个算法对它进行滤波。对于滤波前后波形图可以用MATLAB直观地画出。另外，还可以利用MATLAB的sound命令来对语音信号进行回放，从而从听觉上对比处理效果。

数字滤波器设计的主要目的

数字滤波器设计的主要目的是实现因果稳定的一个线性时不变系统，所设计的系统函式要有特定的幅频特性。从滤波器的单位冲激回响或系统结构来看，数字滤波器可以分为无限长单位冲激回响（IIR）数字滤波器和有限长单位冲激回响（FIR）。IIR的系统函式为有理分数，其逼近问题就是求解滤波器的係数，使得在规定的物理意义上逼近所要求的特性的问题。如果是在s平面上逼近，则得到模拟滤波器；如果是在z平面上逼近，则得到数字滤波器。FIR数字滤波器是单位脉冲回响函式H(n)为实数，长度为N。按频域採样定理，FIR数字滤波器的传输函式H(z)和单位脉冲回响H(n)可由它的N个频域採样值H(k)唯一确定。