ITU-T的G.7xx系列建議包括語(yǔ)音（窄帶，300~3400Hz）編碼技術(shù)和音頻（寬帶，50Hz~7kHz）編碼技術(shù)。這里重點(diǎn)介紹PSTN電話通信中的語(yǔ)音編碼的ITU-T標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于語(yǔ)音編碼技術(shù)，ITU-T分別研制采用了如下不同的編碼技術(shù)。關(guān)于下述ITU-T的窄帶語(yǔ)音編碼技術(shù)的一些技術(shù)性能比較被列于下表0中。

表0：ITU-T所研制使用的窄帶語(yǔ)音技術(shù)的性能簡(jiǎn)單比較

一、PCM語(yǔ)音編碼技術(shù)

脈沖編碼調(diào)制（PCM，Pulse Code Modulation）語(yǔ)音編碼技術(shù)是ITU-T研究制定的 PSTN電話通信最高通信質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，它就是ITU-T G.711建議。ITU-T在1972年12月發(fā)布了G.711的第1個(gè)版本，已經(jīng)過(guò)了1976、1980、1984、1988年修訂的第5個(gè)版本，即ITU-T G.711（11/1988）《語(yǔ)音頻率的脈沖編碼調(diào)制（PCM）》。

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二、ADPCM語(yǔ)音編碼技術(shù)

ITU-T研究制定的自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制（ADPCM，Adaptive Differential Pulse Code Modulation）語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)有以下幾個(gè)：

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1、ITU-T G.721建議的高音質(zhì)32 kb/s的ADPCM編碼技術(shù)

1984年ITU-T公布了G.721建議，這一建議規(guī)定了關(guān)于高音質(zhì)32 kb/s ADPCM語(yǔ)音編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，該建議于1986年做了進(jìn)一步的修改。這種算法的話音質(zhì)量十分接近G.711 A律或μ律64 kb/s PCM的話音質(zhì)量，MOS分為4.1，達(dá)到了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量等級(jí)。經(jīng)過(guò)4次非同步轉(zhuǎn)接后MOS分仍在3.5分以上。其抗誤碼性能優(yōu)于PCM，帶內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸率能達(dá)4800 b/s，其音頻帶寬為200~3400 Hz，采樣頻率為8 kHz，每一樣點(diǎn)用4 bit編碼。由于G.721建議的高音質(zhì)32 kb/s ADPCM主要用來(lái)對(duì)現(xiàn)有PCM信道擴(kuò)容，即把2個(gè)2048 kb/s 30路PCM基群信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)2048 kb/s 60路ADPCM信號(hào)，因此ADPCM編碼輸入與譯碼器輸出都采用標(biāo)準(zhǔn)A律或μ律PCM信碼。該建議被后來(lái)的G.726所代替。

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2、ITU-T G.726建議的高音質(zhì)多速率的ADPCM編碼技術(shù)

ITU-T在1984年10月發(fā)布了G.726的第1個(gè)版本，已經(jīng)過(guò)了1987、1988、1990年修訂的第4個(gè)版本，即ITU-T G.726（12/1990）《40、32、24、16kbit/s自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制（ADPCM）》。

G.726建議將64kbit/的A律μ律脈碼調(diào)制(PCM)通道轉(zhuǎn)換為40、32、24或16 kbit / s通道。使用ADPCM代碼轉(zhuǎn)換技術(shù)將轉(zhuǎn)換應(yīng)用于PCM位流。24和16 kbit/s通道的主要應(yīng)用是在數(shù)字電路倍增設(shè)備(DCME)中傳輸聲音的重載通道，40kbit/s通道的主要應(yīng)用是在DCME中傳輸數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器信號(hào)，特別是對(duì)大于4800kbit/s的調(diào)制解調(diào)器。

3、ITU-T G. 727建議的鑲嵌式ADPCM

本建議書(shū)包含每個(gè)樣本具有5-，4-，3-和2-位的嵌入式自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制（ADPCM）算法的規(guī)范（即，以40、32、24和16kbit/s的速率）。描述的特性推薦用于64 kbit/s的轉(zhuǎn)換，即A律或μ律PCM通道到/從可變速率嵌入式ADPCM通道的轉(zhuǎn)換。

ITU-T公布了G.721建議的高質(zhì)量32 kb/s ADPCM之后，在G.723建議中將編碼的速率擴(kuò)充到40 kb/s和24 kb/s，又在G.726建議中將編碼速率擴(kuò)充為16 ~40 kb/s的一套完整速率的ADPCM算法。同語(yǔ)音插空技術(shù)相結(jié)合，采用變速率ADPCM可以使原有PCM信道擴(kuò)容到8~10倍，這稱為數(shù)字話路倍增設(shè)備(DCME)。這種設(shè)備適用于點(diǎn)到點(diǎn)之間的固定線路擴(kuò)容，例如衛(wèi)星或海纜的DCME系統(tǒng)。但隨著社會(huì)對(duì)通信需求量的不斷提高，僅兩點(diǎn)之間通信效率提高還不夠，需要整個(gè)網(wǎng)的通信效率都能提高，辦法之一是采用語(yǔ)音裝包傳輸系統(tǒng)，它不僅具有DCME系統(tǒng)的擴(kuò)容能力，并且適合交換，便于成網(wǎng)。

語(yǔ)音包交換關(guān)鍵問(wèn)題之一是線路擁塞及對(duì)擁塞的處理。在一段短時(shí)間內(nèi)到達(dá)包交換機(jī)的語(yǔ)音包數(shù)量太多，包交換機(jī)來(lái)不及處理產(chǎn)生擁塞，一般有兩種解決辦法。一種解決辦法是丟棄一些過(guò)量的語(yǔ)音包，當(dāng)丟包量比較大時(shí)，語(yǔ)聲質(zhì)量受到嚴(yán)重的損害。另一種辦法是不丟棄整個(gè)語(yǔ)音包，而只丟棄包中不重要的比特，仍將重要比特或稱核心比特傳送到譯碼器，以此緩解擁塞問(wèn)題。當(dāng)然，這也會(huì)使語(yǔ)音質(zhì)量下降，但比起整段語(yǔ)音被丟棄總要好。采用這種方法時(shí)要求語(yǔ)音編譯碼算法具有如下的特性：它可以允許傳輸網(wǎng)絡(luò)自主地丟棄一些比特，而譯碼器仍能根據(jù)剩下的比特恢復(fù)語(yǔ)音信號(hào)。鑲嵌式語(yǔ)音編碼就具有這種特性。AT&T以及NTT等公司分別研究了包交換用鑲嵌式語(yǔ)音編碼，都主張采用鑲嵌式ADPCM。在經(jīng)過(guò)細(xì)致的研究工作之后，ITU-T于1990年12月通過(guò)了40~16kb/s鑲嵌式ADPCM標(biāo)準(zhǔn)G.727。

G.727鑲嵌式ADPCM編碼器與G.721的編碼器基本相同，只是在反饋支路上，逆量化器比之前多了一個(gè)反饋比特屏蔽單元。G. 727譯碼器同G. 721譯碼器差別稍大一些。除了上面提到的反饋比特屏蔽單元之外，還多了一條前饋支路，用來(lái)產(chǎn)生實(shí)際輸出的重建語(yǔ)音信號(hào)。G.727建議也包括40、32、24、16 kb/s四個(gè)速率，其采樣頻率為8kHz。對(duì)于32 kb/s和24kb/s，G.727 ADPCM比G.726 ADPCM的MOS分僅下降0.03分。

三、LD-CELP語(yǔ)音編碼技術(shù)

1992年9月ITU-T G.728建議規(guī)定采用低延時(shí)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（LD-CELP，low-delay code excited linear prediction）編碼作為16 kb/s語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)化方案，2012年6月又對(duì)其進(jìn)行了修訂，即ITU-T G.728（06/2012）《使用低延遲碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)16 kbit/s語(yǔ)音編碼》。

16 kb/s低延時(shí)線性預(yù)測(cè)編碼（LD-CELP）之前的各種線性預(yù)測(cè)編碼方案，都是利用前向自適應(yīng)預(yù)測(cè)器去除語(yǔ)音信號(hào)的冗余度，需要有足夠的編碼延時(shí)和存儲(chǔ)空間，典型的編碼延時(shí)為40~60 ms之間。LD-CELP聲碼器使用后向自適應(yīng)預(yù)測(cè)器對(duì)短時(shí)譜包絡(luò)和增益進(jìn)行預(yù)測(cè)，其算法延時(shí)為0.625ms，一路編碼延時(shí)小于 2 ms。合成語(yǔ)音質(zhì)量良好，MOS分可達(dá)4.17分。

四、CS-ACELP語(yǔ)音編碼技術(shù)

1996年3月ITU-T G. 729建議規(guī)定8 kb/s共扼結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(CS-ACELP，conjugate-structure algebraic-code-excited linear prediction)。CS-ACELP編碼作為8 kb/s語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)化方案，2007年和2012年又經(jīng)過(guò)了兩次修訂，即ITU-T G. 729（06/2012）《使用共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（CS-ACELP）在8 kbit / s的語(yǔ)音編碼》。

CS-ACELP編碼其合成語(yǔ)音質(zhì)量較好，其編碼時(shí)延為25 ms，復(fù)雜度較低，可在現(xiàn)有DSP上實(shí)現(xiàn)。共扼結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（CS-ACELP）的編碼方案是由共扼結(jié)構(gòu)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（CS-CELP）和代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（ACELP）的思想整合而來(lái)的?！肮捕蟆保?span>conjugate structure，CS）的含義是指編碼器對(duì)增益的矢量量化過(guò)程中采用了共扼結(jié)構(gòu)；而所謂“代數(shù)”（algelraic，A）碼書(shū)是指其固定碼書(shū)采用了代數(shù)結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是碼書(shū)矢量為40維，其中只有4個(gè)非零脈沖，其幅度為+1或-1，位置在限定的范圍內(nèi)。這種碼書(shū)的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需任何存儲(chǔ)空間，只要譯碼端獲得非零脈沖的幅度和位置信息，即可得到響應(yīng)的輸出矢量。

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