G. 729 alacsony bitsebességű kodekek családja (VoIP)

3.6
a G. 729 kodekcsaládot népszerűen használják a legtöbb VoIP telepítésben. A G. 729 egy ITU-T G. 729 ajánlás konjugált szerkezetű algebrai-kód-gerjesztett lineáris előrejelzéshez (CS-ACELP)
beszédtömörítési algoritmus. A G. 729 A G. 711 és G. 726 codec-ekkel ellentétben, amelyek hullámforma-alapú tömörítést használnak, a hangjelzésekhez alkalmas emberi vokális traktusmodelleket használ. A Basic G. 729 8 kbps-ra tömöríti a hangot, ami nyolcszor nagyobb tömörítést biztosít, mint a G. 711, és jó hangminőséget biztosít.
G. 729 A. Melléklet (G.729A) a G. 729 ajánlás csökkentett bonyolultságú változata, amely ugyanarra a 8 kbps-ra tömöríti a hangot, a G. 729-hez képest enyhe minőségromlás kompromisszumával. Ez a verzió elsősorban multimédiás egyidejű hang-és adatalkalmazásokhoz készült, bár a kodek használata nem korlátozódik ezekre az alkalmazásokra. A G. 729A bitfolyam interoperábilis a G. 729 teljes verziójával. Ez a kodek beépített csomagvesztési elrejtéssel rendelkezik. A B utótaggal ellátott kodek, amelyet G. 729b vagy G. 729AB jelöl, támogatja a vad-ot a kódolóban, a CNG-t pedig a dekóderben . G.A 729-nek széles kodekcsaládja van, és a
népszerű kodekek közül néhányat a 3.3.táblázat sorol fel. A VoIP telepítésében a G. 729AB népszerűen használatos. A szélessávú frissítés során ezek a kodekek helyettesíthetők a G. 729.1 verzióval. Ezek a szélessávú kodekek interoperábilisak a keskeny sávú verziókkal. Ezért a széles sávú kodeknek elegendőnek kell lennie mind a széles sávú, mind a 8 kbps keskeny sávú támogatáshoz. A G. 722 kivételével más szélessávú kodekek a hangot a G. 711-nél alacsonyabb bitsebességre tömörítik. A következő részben a G. 729AB magas szintű áttekintése található. A G. 729AB kodek a G. 729-et használja kiindulási szabványként. A G. 729AB jobb megértéséhez lásd a G. 729, G. 729b és G. 729A ajánlásokat.

3.3. táblázat. ITU-T G. 729 Keskenykötésű és szélessávú Beszédkódok családja

G. 729 kodek

a G. 729 kodek külön kódolóból és dekódolóból áll. A codec tömöríti a beszédmintákat keretként egy CS-ACELP analysis-by-synthesis eljárással. A kodek 10 ms-os képkockákkal működik, 5 ms-os előretekintéssel,ami összesen 15 ms algoritmikus késleltetést eredményez. 3.4.

3.4.ábra. G. 729 kodek. (a) kódoló-tömörítés. (b) dekóder-dekompresszió az ITU-T-G. 729 — ből-némi egyszerűsítéssel újrarajzolva.
G. 729 Kódoló. A G. 729 kódoló a code-excited linear-prediction (CELP) kódolási modellen alapul. Minden 10 ms-os keret esetében a beszédjelet elemezzük a CELP modell paramétereinek kinyerésére. A paraméterek lineáris-predikciós szűrő együtthatók, amelyek vonalspektrális párokként vannak kódolva, adaptív és fix-kodetopikus indexek és nyereségek. Ezek a paraméterek kódolva vannak, és hasznos adatként kerülnek továbbításra a VoIP alkalmazásba. Amint az ábrán látható. 3.4, az előre feldolgozott beszédet elemezzük az LP szűrő együtthatókra. Ezeket az együtthatókat vonalspektrum-párokká (LSP) alakítják át, és prediktív kétlépcsős vektor-kvantálással (VQ) kvantálják őket. Az open-oop hangmagasság becslést minden 10 ms-os képkockára kiszámítják egy érzékeléssel súlyozott beszédjel alapján. A zárt hurkú pitch analízist a céljel és az impulzusválasz felhasználásával végezzük, az open-l oop pitch delay értékének keresésével. Az új céljelet kiszámítják és felhasználják a rögzített kodetopikus keresésben az optimális gerjesztés elérése érdekében. Az adaptív és fix kodetopikus hozzájárulások nyeresége vektor kvantált. Végül a szűrő memóriákat a meghatározott gerjesztő jel segítségével frissítjük. Minden 80 bemeneti mintához a kódoló 10 bájt tömörített kimenetet ad, így a teljes bitsebesség 8 kbps. Ez a 10 bájt több paraméterből áll, a 3.4. táblázatban felsoroltak szerint. A táblázatból megfigyelhető, hogy a G. 729 kódolás a paramétereket több osztályra osztja, mindegyiküknek néhány bitje van. Teljesen különbözik a G. 711 és G. 726 tömörítéstől. A kódolással és a 3. táblázatban hivatkozott paraméterekkel kapcsolatos további részletek.4 lásd .
G. 729 Dekóder. A G. 729 dekóder ábrán látható. 3.4 b) pont. A dekóder 80 mintát generál 16 bites lineáris PCM értékekből minden 80 bit (10 bájt) adathoz. A dekóder bemeneti paraméterei az LSP együtthatók, a két frakcionált hangmagasság-késleltetés, két fix-kodetopikus vektor, valamint az adaptív és a fix kodetopikus nyereség két halmaza. Kezdetben az LSP-együtthatókat interpolálják és átalakítják LP szűrő együtthatókká minden egyes alkeretre. Minden 5 ms-os alkeret esetében a gerjesztés az adaptív és fix kodetopikus Vektorok hozzáadásával jön létre.

3.4.táblázat. G.729 kódoló paraméterek és tömörített bitek kiosztása 10 ms-os kerethez

a beszéd rekonstruálható a gerjesztés az LP szintézis szűrőn keresztül. A rekonstruált beszéd feldolgozása az utófeldolgozási szakaszon keresztül történik, amely magában foglalja a hosszú távú és rövid távú szintézis szűrőkön alapuló adaptív utószűrőt, amelyet egy felüláteresztő szűrő és méretezési művelet követ.
a 15 ms-os algoritmikus késleltetés mellett késések is előfordulhatnak a processzorban lévő kódoló és dekóder algoritmusok végrehajtási ideje miatt. A megvalósítástól függően, miközben több csatornát dolgoz fel egy processzoron, az utolsó feldolgozott csatorna késleltetése növekszik.