Bộ mã hóa điều chế xung mã vi sai thích nghi (ADPCM) là bộ mã hóa dạng sóng thay vì lượng tử hoá trực tiếp tín hiệu thoại, giống như phương pháp PCM, nó lượng tử
hóa sự khác nhau giữa tín hiệu thoại và tín hiệu dựđoán.
Nếu sự dự đoán là chính xác thì sự khác nhau giữa các mẫu thật và mẫu dự đoán sẽ nhỏ hơn, ít khác biệt hơn so với giữa các mẫu thoại thực, và sự khác biệt này nếu được lượng tử hoá chính xác thì sẽ cần số bit ít hơn so với việc phải lượng tử hoá các mẫu thoại gốc.
Tại bộ giải mã, tín hiệu khác biệt mà đã được lượng tử hóa được cộng với tín hiệu dựđoán để khôi phục lại tín hiệu thoại ban đầu. Hiệu năng của bộ mã hóa được cải thiện thông qua việc sử dụng bộ dự đoán và lượng tử thích nghi sao cho bộ dự đoán và bộ
32
Vào giữa những năm 1980, CCITT đã chuẩn hoá ADPCM 32Kbps được biết đến với cái tên G721, cho phép khôi phục thoại tốt như phương pháp PCM 64 Kbps. Các khuyến nghị sau đó: các bộ mã hóa G726 và G727 hoạt động ở các tốc độ 40, 32, 24 và 16 Kbps cũng đã được chuẩn hoá.
Các bộ mã hóa dạng sóng được mô tả ở trên đều mã hóa thoại hoàn toàn trong miền thời gian. Tuy nhiên, các tiếp cận theo miền tần số cũng có thể thực hiện được và có một sốưu điểm. Ví dụ nhưở trong mã hóa băng con - SBC (Sub – Band Coding), tín hiệu thoại đầu vào được phân chia thành một số dải băng tần thoại gọi là các băng con thông qua các bộ lọc số và sau đó mỗi một băng con được mã hóa độc lập bằng việc sử dụng các bộ mã hóa như ADPCM. Ở đây, các băng con tương ứng với phổ tần số thấp chứa hầu hết năng lượng của tín hiệu thoại sẽ được cấp phát với số bit mã hóa lớn, còn các băng con tương ứng với các phổ tần số cao, chứa ít năng lượng tín hiệu sẽ được mã hóa với số bit nhỏ hơn. Kết quả là tổng số bit dùng cho mã hóa băng con sẽ ít hơn so với trường hợp mã hóa trên toàn dải phổ của tín hiệu. Tại phía thu, các tín hiệu băng con
được giải mã và kết hợp lại để khôi phục lại tín hiệu thoại ban đầu (G. 722 1988).
Ưu điểm của mã hóa băng con là nhiễu trong mỗi băng con chỉ phụ thuộc vào mã hóa sử dụng trong băng con đó. Bởi vậy chúng ta có thể cấp phát nhiều bit hơn cho các băng con quan trọng sao cho nhiễu trong những vùng tần số này là thấp, trong khi đó ở
các băng con khác, chúng ta có thể cho phép có nhiễu mã hóa cao vì nhiễu ở những tần số này có tầm quan trọng thấp hơn. Các mô hình cấp phát bit thích ứng có thể được sử
dụng để khai thác thêm ý tưởng này. Các bộ mã hóa băng con cho chất lượng thoại tốt trong phạm vi tốc độ từ 16 – 32 Kbps. Do phải cần đến bộ lọc để tách tín hiệu thoại trong các băng con nên mã hóa băng con phức tạp hơn bộ mã hóa DPCM thông thường và có thêm độ trễ mã hóa. Tuy nhiên, độ phức tạp và độ trễ là tương đối thấp so với các bộ mã hóa lai.
2.2.3.2. Mã hóa tham số
Mã hóa ADPCM không thể cho chất lượng tốt nếu tốc độ bit giảm dưới 16 Kbps.
Để tiếp tục giảm tốc độ bit, cần phải khai thác mô hình tạo tiếng nói. Từđây, người ta có khái niệm mã hóa tham số hoặc còn gọi là mã hóa dựa trên mô hình.
Ở đây, các bộ mã hóa tham số hoạt động sử dụng mô hình nguồn tín hiệu được tạo ra như thế nào và cố gắng trích chọn ra từ tín hiệu đang được mã hóa các tham số của mô hình và truyền chúng tới bộ giải mã. Các bộ mã hóa tham số cho tín hiệu thoại còn
được gọi là Vocoder (Voice + Coder).
Ưu điểm của loại mã hóa này là nó rất có hiệu quảđối với âm thanh thoại, dễ hiểu, trong khi nó lại có nhược điểm là phức tạp hơn nhiều so với phương pháp mã hóa dạng sóng và nó chỉ có thể xử lý được tiếng nói của con người. Mã hóa tham số hoạt động với
33
tốc độ bit thấp (xuống đến 2,4 Kbps) và mặc dù là tiếng nói được tái tạo lại là hoàn toàn dễ hiểu nhưng chúng lại khác khá nhiều so với giọng nói tự nhiên của con người.