Компоненты H.323. Рекомендация ITU-T G.726

Здесь приведена исчерпывающая информация о компонентах стандарта H.323.

Описание рекомендации

Реализация для TMS320C54x

Звук

Документация

Один из наиболее общепринятых и давно используемых алгоритмов сжатия речи называется ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation; стандарт G.726 был принят в 1984 году). Метод основан на том, что в аналоговом сигнале, передающем речь, невозможны резкие скачки интенсивности. Поэтому если кодировать не саму амплитуду сигнала, а ее изменение по сравнению с предыдущим значением, то можно обойтись меньшим числом разрядов. В ADPCM изменение уровня сигнала кодируется четырехразрядным числом, при этом частота измерения амплитуды сигнала сохраняется неизменной.

Метод базируется на цифровом кодировании сигнала, который получается путем преобразования и кодирования аналогового сигнала при помощи PCM (Pulse Code Modulation).

Трансформация аналогового речевого сигнала в цифровой PCM-сигнал базируется на теореме Найквиста, в соответствии с которой цифровой сигнал, полученный выборкой из аналогового сигнала с частотой в два раза выше максимальной частоты, с помощью интерполяции можно обратно преобразовать в аналоговую форму. Человеческая речь воспроизводится с приемлемым качеством в полосе частот 200 - 3400 Гц, чему соответствует частота выборки 8 кГц, или 8000 отсчетов в секунду, а каждый отсчет преобразуется в 8-битовый цифровой код. Следовательно, общая скорость цифрового потока PCM-сигнала равна 8x8000 отсчетов в секунду, что соответствует 64 кбит/с.

Хотя PCM-сигнал со скоростью 64 кбит/с и гарантирует качество речи аналогового телефонного сигнала, ограниченная общая ширина канала, особенно в спутниковых и радиочастотных системах, вынуждает снижать скорость битовых потоков, отводимых для каждого речевого сигнала.

Скорость входного битового потока 64 кбит/с (8 кГц * 8-битное PCM слово). После ADPCM-кодирования скорости выходного потока могут быть 40, 32, 24 или 16 кбит/с (8 кГц * 5, 4, 3 или 2-битное ADPCM слово).

Полное описание можно найти в документах:

ITU-T Recommendation G.726. 40, 32, 24, 16 kbit/s ADAPTIVE DIFFERENTIAL PULSE CODE MODULATION (ADPCM)
Description of the digital test sequences for the verification of the G.726 40, 32, 24 and 16 kbit/s ADPCM algorithm
Appendix III to ITU-T Recommendation G.726. COMPARISION OF ADPCM ALGORITHMS

Алгоритм реализован для ЦПОС семейства TMS320C54x фирмы Texas Instruments.

Реализация удовлетворяет следующим требованиям:

функционирует в режиме реального времени;
совместима со всеми ЦПОС в рамках семейства TMS320C54x (не используются специфические особенности старших моделей, таких как TMS320C548, TMS320C549 и пр.);
полностью совместима с требованиями стандарта ITU-T G.726 (на скоростях 40, 32 и 24 кбит/с) - достигнуто побитовое соответствие тестовым векторам

Ресурсоемкость реализации для TMS320C54x (версия 1.0)

Загрузка процессора
Кодер	Линейный закон	А- и µ-закон
Вычислительный ресурс (пиковая загрузка), млн.оп./с.	8.5	9.05

Загрузка процессора
Декодер	Линейный закон	А- и µ-закон
Вычислительный ресурс (пиковая загрузка), млн.оп./с.	8.0	10.4

Память
программа, К слов	2.67
таблицы, К слов	0.2
данные, К слов	0.522 + 0.024 * N
Всего, К слов	3.392 + 0.024 * N

где N - число одновременно реализуемых каналов.

[наверх] [на главную]

По следующим звуковым файлам вы сможете оценить качество алгоритма G.726:

Исходная речь
Речь, упакованная кодером G.726 и восстановленная декодером G.726 при нулевых потерях (скорость 24 кбит/с)
Речь, упакованная кодером G.726 и восстановленная декодером G.726 при нулевых потерях (скорость 32 кбит/с)
Речь, упакованная кодером G.726 и восстановленная декодером G.726 при нулевых потерях (скорость 40 кбит/с)

[наверх] [на главную]

Можно получить подробную документацию по представленным реализациям алгоритма ITU-T G.726, описание API реализаций, подробные инструкции по встраиванию алгоритма в систему обработки речевых сигналов:
ITU-T G726 для TMS320C54x (формат Word)

[наверх] [на главную]

Использовались материалы сайта http://www.dsp.sut.ru.