Khuyến nghị G.723.1 đưa ra một bộ mã hố tiêu chuẩn dùng để nén tín hiệu tiếng nĩi hoặc các tín hiệu audio khác của các dịch vụ đa phương tiện tại tốc độ rất thấp, giống với phần tiêu chuẩn của họ H.323.
Về tốc độ bit: Bộ mã hố này cĩ hai tốc độ bit: 5,3 kbps và 6,3 kbps. Bộ mã hố cĩ tốc độ cao hơn sẽ cĩ chất lượng tốt và, cộng thêm tính linh hoạt, cung cấp cho các nhà thiết kế hệ thống. Bộ mã hĩa và giải mã bắt buộc phải cĩ cả hai tốc độ bit này. Chúng cĩ thể chuyển mạch được giữa hai tốc độ bit tại bất kỳ đường biên giới nào đĩ của khung. Khi tín hiệu là phi thoại thì cĩ thể lựa chọn một tốc độ bit biến thiên để truyền khơng liên tục và điều khiển những khoảng trống.
Tín hiệu đầu vào cĩ thể cĩ của bộ mã hố này tối ưu hố tín hiệu tiếng nĩi với chất lượng cao tại các tốc độ bit đã nĩi ở trên với một độ hạn chế về độ phức tạp. Bộ mã hố này dùng để mã hố tiếng nĩi và các tín hiệu audio khác với các khung dùng kỹ
Multipulse Maximum Likelihood Quantization) và đối với bộ mã hố cĩ tốc độ bit thấp hơn, là dự đốn tuyến tính kích thích mã đại số (ACELP). Kích thích khung là 30ms, cộng thêm 7,5ms look-ahead, tạo ra trễ xử lý thuật tốn tổng cộng là 37,5ms. Tồn bộ trễ thêm vào bộ mã hố là tổng của: Trễ xử lý, trễ truyền dẫn trên các đường truyền thơng tin và trễđệm của các giao thức ghép kênh.
a.Nguyên lý bộ mã hố G.723.1
Tín hiệu PCM 64kbps đầu vào (theo luật A hoặc µ) qua bộ mã hố này được lấy mẫu tại tần số 8kHz, sau đĩ qua bộ chuyển đổi thành tín hiệu PCM đều 16 bit đưa tới
đầu vào bộ mã hố. Tín hiệu đầu ra bộ giải mã sẽđược chuyển đổi thành tín hiệu PCM theo đúng tín hiệu đầu vào. Các đặc tính đầu vào/ đầu ra khác, giống như của tín hiệu PCM 64kbps (theo khuyến nghị ITU G.711), sẽđược chuyển đổi thành tín hiệu PCM
đều 16 bit tại đầu vào bộ mã hố, hoặc tín hiệu PCM đều 16 bit sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu ra PCM theo đúng quy luật của tín hiệu đầu vào ở bộ giải mã. Bộ mã hố dựa trên nguyên lý bộ mã hố phân tích bằng tổng hợp dự báo tuyến tính và cố
gắng cực tiểu hĩa sai số cĩ tính trọng số thụ cảm. Bộ mã hố thực hiện theo từng khung 240 mẫu. Điều này tương đương với chu kỳ khung là 30ms và tần số lấy mẫu là 8kHz. Tại mỗi khối, đầu tiên tín hiệu được đưa qua bộ lọc thơng cao để loại bỏ thành phần tín hiệu một chiều DC và sau đĩ được chia thành 4 khung con. Với mỗi khung con sử dụng tín hiệu đầu vào chưa xử lý để tính tốn bộ lọc mã hố dự báo tuyến tính bậc 10 (LPC). Bộ lọc LPC của khung con cuối cùng sẽ được lượng tử hố bằng phương pháp lượng tử hố vectơ phân chia dự báo (PSVQ: Predictive Split Vector Quantizer). Các hệ số LPC chưa được lượng tử sẽ được dùng để khơi phục bộ lọc trọng số thụ cảm ngắn hạn.
Với mỗi hai phân khung (120) mẫu, sẽ sử dụng tín hiệu tiếng nĩi trọng số để tính tốn chu kỳ lên giọng tiếng nĩi mạch vịng kín LOL. Chu kỳ lên giọng tiếng nĩi được tính trong khoảng từ 18 đến 142 mẫu. Sau đĩ tín hiệu tiếng nĩi sẽđược xử lý theo từng phân khung cơ bản 60 mẫu. Sử dụng đánh giá chu kỳ lên giọng tiếng nĩi trước để khơi phục bộ lọc dạng ồn sĩng hài. Phản ứng xung được tạo bởi việc đấu nối bộ lọc tổng hợp LPC, bộ lọc cĩ tính trọng số thụ cảm formant và bộ lọc dạng tạp âm sĩng hài. Người ta sử dụng phản ứng xung này cho các phép tính tốn tiếp sau.
Bộ dựđốn chu kỳ lên giọng mạch vịng kín được tính tốn bằng cách sử dụng đánh giá chu kỳ lên giọng, LOL, và phản ứng xung. Người ta xử dụng bộ dựđốn lên giọng bậc 5. Chu kỳ lên giọng sẽ được tính là gần đúng giá trị vi sai nhỏ của đánh giá lên giọng mạch vịng hở. Thành phần thêm vào bộ dựđốn lên giọng sau đĩ sẽđược loại bỏ khỏi vectơ ban đầu. Cả hai giá trị chu kỳ lên giọng và giá trị vi sai của nĩ sẽ được truyền về phía bộ giải mã.
Cuối cùng, các thành phần khơng được dựđốn của tín hiệu kích thích sẽđược lấy gần đúng. Đối với bộ mã hố cĩ tốc độ bít cao, người ta sử dụng giá trị kích thích lượng tử hố gần đúng cực đại đa xung (MP-MLQ), và đối với bộ mã hố cĩ tốc độ bit thấp, người ta sử dụng giá trị kích thích mã đại số (ACELP).
b.Nguyên lý bộ giải mã G.723.1
Bộ giải mã được thực hiện trên nguyên lý cơ bản từng khung. Đầu tiên các chỉ số
của bộ lọc LPC sẽđược giải mã, sau đĩ bộ giải mã sẽ khơi phục bộ lọc tổng hợp LPC.
Đối với mỗi phân khung, cả hai giá trị kích thích bản mã cố định và giá trị kích thích bảng mã thích ứng sẽ được giải mã và đưa tới đầu vào bộ lọc tổng hợp LPC. Bộ lọc sau thích ứng bao gồm formant và bộ lọc sau lên giọng phía sau-phía trước (forward- backward). Tín hiệu kích thích sẽđược đưa tới đầu vào bộ lọc sau lên giọng, đầu ra bộ
lọc sau lên giọng được đưa tới đầu vào bộ lọc tổng hợp, và đầu ra bộ lọc tổng hợp sẽ được đưa tới đầu vào bộ lọc sau formant (formant posfilter).