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G.726网络电话音编码

  G.726是ITU-T定义的完整的ADPCM话音编码标准,其目的是定义64-kbit/sPCM码流至低速率ADPCM码流的转换。标准给出40kbit/s、32kbit/s、24kbit/s和16kbit/s4种比特率。其中,40kbit/s信道主要用于在数字电路倍增设备(OCME)上传送数据modem信号,特别用于4800bit/s以上速率的modem;24kbit/s和16kbit/s信道主要用作OCME话音传送的过载信道。G.726设计的主要用途仍然是传统的电路交换网,但是其低比特率方案也可用于VoIP。
G.726编码器方框图
  图3.6为G.726编码器方框图。首先编码器将A/律PCM信号s(k)转换为均匀星化PCM信号S1(k),然后计算差分信号:
d(k)=S1(k)-Se(k)
其中Se(k)为线性预测器输出的预测信号。差分信号经非均匀自适应量化器得到编码信号I(k),对应40,32,24或16kbit/s比特率,I(k)分别为5,4,3或2比特,其中最高比特为符号位。自适应是通过尺度因子y(k)实现的,以与信号的动态范围相匹配,量化电平编码由表格给定。40kbit/s比特率的量化器归一化输入/输出特性如表3.2所示,共有31个量化级(士0合为一级)。32,24kbit/s比特率编
码分别有15和7级量化电平'仅,16kbit/s编码采用偶数级(4级)量化电平。
量化器归一化输入/输出特性
反向自适应量化器施行DIA变换,还原得到模拟昼化差分信号dq{k),供反馈回路生成重构信号和预测信号。反向自适应量化器同样受量化尺度因子y(k)控制。
自适应量化控制采用双模式自适应:对幅度变化较大的话音信号进行快速适应,其标尺因子为yJk);对幅度变化很小的话带数据和音信号进行慢速适应,其尺度因子为r1(k)。总的标尺因子y(k)
为Yu(k)和r,(k)的线性组合:
y(k) ==a1(k)yu(k-I)+[1-a1(k) Jr1(k -I)
其中O:::=:;a1(k):::=;1为自适应控制参数,由自适应速率控制器模块根据差分信号变化速率确定。对于话音信号a1(k)趋于I,对于话带数据信号a1(k)趋于0。ta(k)和t,(k)为信号音检测信号,由信号音和
转换检测器生成,供自适应控制模块转换适应模式。
自适应预测器根据量化差分信号d/k)计算输入信号估计值(预测信号)S0(k)。预测器由两部分组成:-个2阶预测器模拟输入信号的极点,一个6阶预测器模拟输入信号的零点,这样的双重结构可适应可能遇到的各种输入信号C预测信号的计算公式为:
预测信号的计算公式
2套预测系数a(k)和b(k)均采用简化的梯度算法自适应调整。
G.726解码器方框图
  图3.7为G.726解码器方框图,其模块基本上与编码器中的反馈回路部分相同。其中最后一个模块:同步编码调整模块的作用是防止同步级联(ADPCM-PCM-ADPCM)情况下产生失真积累。该模块调整PCM输出编码以消除后面一个ADPCM编码级的量化失真。最后指出一点,G.726采用的是反馈型自适应方法,因此只需传送差分信号编码,预测系数和尺度因子都无需传送。