1.G.711编码原理

G.711编码原理

1、熟悉Ga/u两种格式的基本原理

2、熟悉两种压缩算法的实现步骤及提供源码实现

        G.是国际电信联盟ITU-T定制出来的一套语音压缩标准，它代表了对数PCM（logarithmic pulse-code modulation）抽样标准，是主流的波形声音编解码标准，主要用于电话。

        G. 标准下主要有两种压缩算法。

        G.将bit(uLaw)或者bit(aLaw)采样的PCM数据编码成8bit的数据流，播放的时候在将此8bit的数据还原成bit或者bit进行播放，不同于MPEG这种对于整体或者一段数据进行考虑再进行编解码的做法，G是波形编解码算法，就是一个sample对应一个编码，所以压缩比固定为：

        G.是将语音模拟信号进行一种非线性量化， 详细的资料可以在ITU 上下到相关的spec 。下面主要列出一些性能参数：

        G.（PCM方式）

        算法原理：

        A-law的公式如下，一般采用A=.6

        画出图来则是如下图，用x表示输入的采样值，F(x)表示通过A-law变换后的采样值，y是对F(x)进行量化后的采样值。

        由此可见

        对应反量化公式(即上面函数的反函数)：

        G.A输入的是位（S的高位），这种格式是经过特别设计的，便于数字设备进行快速运算。

        A-law如下表计算。

        示例：

        输入pcm数据为，二进制对应为（ ）

        二进制变换下排列组合方式（0 ）

        1、获取符号位最高位为0，取反，s=1

        2、获取强度位，查表，编码制应该是eee=

        3、获取高位样本wxyz=

        4、组合为，逢偶数为取反为，得到E6

        使用在北美和日本，输入的是位，编码算法就是查表，计算出：基础值+平均偏移值

        μ-law的公式如下，μ取值一般为

        相应的μ-law的计算方法如下表

        示例：

        输入pcm数据为

        1、取得范围值，查表得 + to + in intervals of

        2、得到基础值为0xA0

        3、得到间隔数为

        4、得到区间基本值

        5、当前值和区间基本值差异-=

        6、偏移值=/间隔数=/，取整得到

        7、输出为0xA0+=0xAC

        A-law和u-law画在同一个坐标轴中就能发现A-law在低强度信号下，精度要稍微高一些。

        实际应用中，我们确实可以用浮点数计算的方式把F(x)结果计算出来，然后进行量化，但是这样一来计算量会比较大，实际上对于A-law（A=.6时），是采用折线近似的方式来计算的，而μ-law（μ=时）则是段折线近似的方式。

        G尽管是一种非常古老的话音编码算法，原理和计算也比较简单，但是其中用到的一些基本原理同样在其他编码算法中得到了应用，对其进行深入的了解有助于更好的理解其他的算法。