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G.729性能特點

        G.729  是8khit/s的LPAS聲碼器，線性預測采用前饋型前向自適應技術(shù)，并使用予視提高合成模型的精度。預測器系數(shù)根據(jù)當前   幀和部分下一幀話音數(shù)據(jù)進行更新，因此算法時延相對 G. 728 較長。其幀長取為!Oms, 由2個子幀組成，予視5ms, 加上處理時間和傳輸時間，設計的單向系統(tǒng)時延為35ms。由于采用的是前饋型自適應技術(shù)，因此除了傳送激勵信號（包括波形和增益）外，還需傳送預測器系數(shù)。為『降低比特率，線性預測系數(shù)、激勵信號波形、激勵增益都采  用矢星屈化，并利用了多級量化和分割量化技術(shù)。激勵信號碼本則   采用高效的共輒結(jié)構(gòu)代數(shù)碼本，因此G.729編碼稱為CS-ACELP。

        ITU-T制訂G.729標準的主要應用目標是第一代數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，因為日美系統(tǒng)均為8kbit/s左右，GSM系統(tǒng)為13khit/s。同時還想在已有的64、32、16khit/s標準基礎(chǔ)上增加一個8kbit/s比特率編碼，以構(gòu)成4個完整的標準系列。由于要應用于移動系統(tǒng)，因此復雜度比G.728低，為中等復雜度算法，但是所需RAM容量比G.728多一半，原因是幀長時間加大了。

        為f進一步降低復雜度，G.729標準又制訂了一個附件A,稱之為G.729A,它的復雜度較G.729降低一半，主要原因是激勵碼本的搜索進一步簡化，同時后置濾波器也有簡化。其代價是在某些操作  條件下性能稍有下降。G.729A的設計應用是話音數(shù)據(jù)同傳數(shù)字系統(tǒng)(DSVD---Digital Simultaneous Voice Data團），由于內(nèi)含的V.34Modem已有較大時延，因此要求話音編碼的復雜度不能太高。

        G.729A與G.729比特流兼容，即DSVD編碼器分析所得的信號可由G.729解碼器重建，反之亦然。G.729A標準在IP網(wǎng)絡電話中得到了廣泛應用。另外，最近的G.729附件還包含了靜音抑制處理。

　　話音質(zhì)量是一個比較復雜的性能，也難以用精確的標準來衡量。表4.1從與G.726比較的角度給出了G.729的話音質(zhì)量指標。

G.729編碼器

        G.729編碼器如圖4.9所示。模擬話音信號經(jīng)話帶濾波器后，按8kHz頻率抽樣并轉(zhuǎn)換成16bit線性PCM信號，這就是圖中編碼器的輸人話音信號。該信號首先經(jīng)預處理器，完成 2 個功能。一是信號定標，就是將信號幅度減半，以減小DSP定點實現(xiàn)時的數(shù)據(jù)上溢概率。二是高通濾波，阻止不希望的低頻分磯，采用2階極／零點濾波器，截止頻率為l40Hz。

        根據(jù)預處理后的輸入信號進行線性預測分析，得到線性預測系數(shù)，即線性預測編碼(LPC)信息，利用該系數(shù)即可構(gòu)造合成濾波器。激勵信號經(jīng)合成濾波器后生成重構(gòu)信號，與輸入信號相減后得殘差   信號。該殘差信號經(jīng)誤差加權(quán)濾波器處理，根據(jù)聽覺感受改變頻譜，  反饋回控制回路，根據(jù)使加權(quán)殘差均方差最小的原則確定激勵信號   及其增益。誤差加權(quán)濾波器也是根據(jù)預測分析所得的LPC 信息構(gòu)造的。

　　基音分析模塊通過自相關(guān)分析推得基音周期，據(jù)此信息搜索自 適應碼本，確定最佳自適應碼本矢量。然后再搜索固定碼本，根據(jù)最小化加權(quán)均方差(MSE)的準則確定最佳固定碼本矢量。最后再確定二個碼本矢量的增益。

　　上述過程確定的線性預測編碼信息（線譜頻率）、自適應碼本矢量、固定碼本矢量和矢量增益構(gòu)成完整的G.729聲碼器編碼參數(shù)。所有這些參數(shù)均以碼本索引的形式發(fā)往接收端。

下面簡要說明主要模塊的功能原理。

1.線性預測分析和量化

　　短時相關(guān)分析采用IO 階線性預測(LP)濾波器。LP分析每幀(lOms)進行1次，采用不對稱窗口，計算窗口內(nèi)話音信號自相關(guān)系數(shù)，然后用杜賓遞推算法求得LP 系數(shù)。該系數(shù)再變換為線譜對(LSP)頻域參數(shù)，供量化和子幀內(nèi)插，內(nèi)插求得的LSP參數(shù)再轉(zhuǎn)換為LP濾波器系數(shù)，用以建立每個子幀的合成濾波器和誤差加權(quán)濾波器，分析采用5ms予視，因此要用到當前幀80 個抽樣信號和下一幀40個抽樣信號。

        分析求得LP系數(shù)后，根據(jù)式(4.11)和(4.12)式轉(zhuǎn)換成線譜對，式中取N=10。如前述，P(z)和Q(z)的根都在單位圓上，讓其實部和虛部分別為：