用C语言编写采用A律13折线的PCM编码方式,把量化数据编码为8bit的二进制码流,包含(一位极性码,3位段落码,4位区间码,并对得到的编码值用编码的逆过程解码)不使用math库的程序
时间: 2023-11-25 11:04:48 浏览: 82
以下是利用A律13折线编码PCM数据的C语言代码:
```c
#include <stdio.h>
#define A 87.6 // 常数A
#define B 1.0 / 87.6 // 常数B
#define PCM_BITS 13 // 量化位数
#define PCM_MIN -8192 // 最小采样值
#define PCM_MAX 8191 // 最大采样值
// 将PCM数据编码为8位二进制码流
void encode_pcm_data(int *pcm_data, int num_samples, unsigned char *bitstream) {
int i, j, code;
int segment, level;
int diff, sign;
for (i = 0; i < num_samples; i++) {
diff = pcm_data[i];
sign = (diff < 0) ? 1 : 0;
if (sign) {
diff = -diff; // 取绝对值
}
// 计算段落码segment
segment = 0;
for (j = 1; j < 8; j++) {
if (diff >= (PCM_MIN >> (PCM_BITS - 1)) << j) {
segment = j;
} else {
break;
}
}
if (segment == 0) {
level = diff >> (PCM_BITS - 4); // 计算区间码level
code = (sign << 7) | level; // 构造编码值
} else {
level = (diff - ((PCM_MIN >> (PCM_BITS - 1)) << segment)) >> (PCM_BITS - segment - 1); // 计算区间码level
code = (sign << 7) | ((segment << 4) & 0x70) | (level & 0x0F); // 构造编码值
}
*bitstream++ = (unsigned char)code; // 存储编码值
}
}
// 将8位二进制码流解码为PCM数据
void decode_pcm_data(unsigned char *bitstream, int num_samples, int *pcm_data) {
int i, j, segment, level, diff;
unsigned char code;
for (i = 0; i < num_samples; i++) {
code = *bitstream++;
sign = (code & 0x80) ? -1 : 1;
level = code & 0x0F;
segment = (code & 0x70) >> 4;
if (segment == 0) {
diff = ((level << (PCM_BITS - 4)) + (1 << (PCM_BITS - 5))) * sign;
} else {
diff = ((PCM_MIN >> (PCM_BITS - 1)) << segment) + ((level + 0.5) * (1 << (PCM_BITS - segment - 1))) * sign;
}
pcm_data[i] = diff; // 存储采样值
}
}
int main() {
int pcm_data[10] = {-7000, -6000, -5000, 0, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000};
int num_samples = 10;
unsigned char bitstream[10];
int decoded_pcm_data[10];
encode_pcm_data(pcm_data, num_samples, bitstream);
printf("Encoded bitstream:\n");
for (int i = 0; i < num_samples; i++) {
printf("%02x ", bitstream[i]);
}
printf("\n");
decode_pcm_data(bitstream, num_samples, decoded_pcm_data);
printf("Decoded PCM data:\n");
for (int i = 0; i < num_samples; i++) {
printf("%d ", decoded_pcm_data[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
```
在此代码中,我们使用了A律13折线编码方式,将16位PCM数据编码为8位二进制码流。在编码过程中,我们首先计算了采样值的绝对值,并使用符号位表示正负。然后,根据采样值的大小计算了段落码和区间码,并将它们组合成一个8位编码值。在解码过程中,我们反向计算出采样值并存储在一个整数数组中。
需要注意的是,在此代码中,我们假设了PCM数据为16位有符号整数,取值范围为-8192到8191。此外,我们还假设了量化位数为13位,即每个采样值在-8192到8191之间分成了8192个量化步骤。如果你的PCM数据有不同的取值范围或量化位数,需要相应地修改代码。
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