Các kiểu nén mới tận dụng các tính chất nguồn của việc tạo thoại trong suốt 10 đến 15 năm qua. Những kỷ thuật này có thể nhóm lại là các kiểu CODEC “nguồn”, chúng bao gồm những biến đổi như là mã hóa dự đoán tuyến tính (LPC), dự đoán tuyến tánh kích thích mã (CELP) và lượng tử hóa đa xung, đa mức (MP-MLQ). Những kỷ thuật này sử dụng các kỹ thuật xử lý tín hiệu để nén thoại bằng cách gửi những thông tin tham số đcfn giản về sự kích thích giọng nói ban đầu và định dạng dải rộng của âm, nỏ yêu cầu băng tần ít hơn để truyền thông tin này.
G.723.1 6,3 và 5,3 Kbps
ITƯ-T G.723.1 cung cấp thoại chất lượng toll 6,3 Kbps và thoại chất lượng kém hơn 5,3 Kbps. G.723.1 được thiết kế cho thoại video tốc độ thấp. Đối với ứng dụng này, yêu cầu về trễ ít hơn bởi vì trễ mã hóa video luôn lớn hơn thoại. G.723.1 coder có kích thước khung 30 ms và thêm 7,5 ms (look ahead) nữa. Khỉ kết hợp với trễ xử ỉý để thực hiậti việc coder, ước tính rằng coder sẽ đóng góp 67,5 ms vào trễ một chiều. Các trễ thêm vào nữa cố từ việc sử dụng các bộ đệm mạng và hệ thống.
Coder G.723.1 thực hiện việc lọc băng tần thoại truyền thống của tín hiệu thoại, ỉấy mẫu các tín hiệu tại tếc độ 8.000 Hz (dựa trên G.7Ỉ1) và chuyển thành mã PCM 16 bit tuyến tính để đưa vào bộ mã hóa. Phần giải mã thực hiện trên phía ra để phục hồi lại tm hiệu thoại.
Hệ thống mã hóa tín hiệu thoại vào các khung tương ứng với mă hóa LPAS (Linear Prediction Analysis-By-Synthesis). Một coder có thể tạo ra hai tốc độ ỉưu lượng thoại; 6,3 Kbps cho tốc độ cao và 5,3 Kbps cho tôc độ thấp. Coder tốc độ cao dựa trên lượng tử gần như tối đa - đa xung (MP-MLQ) và coder tấc độ thấp dựa trên dự báo tuyến tính mã kích thích đại sế (ÂCELP), Một coder và decoder phải hỗ trợ cả hai tốc độ, coder/decoder có thể chuyển qua lạỉ giữa hai tốc độ giữa các giới hạn khung. Nhạc và các tín hiệu âm thanh khác được nén và giải nén cũng tốt nhưng coder này tối ưu nhất cho thoại.
Bộ giải mã hoạt động trên các khung (block) của mỗi 240 mẫu để hỗ trợ tốc độ ỉấy mẫu 8.000 Hz. Các hoạt dộng khác (lọc thông cao bỏ đi thành phần DC) cho ra 4 khung phụ có 60 mẫu. Hàng loạt các hành động khác xảy ra như việc tính toán của lọc LPC, các hệ số lọc LPC không lượng tử, gây ra thời gian gói hóa 30 ms. Đối với mỗi khung phụ, một bộ lọc LPC được tính toán, sử dụng tín hiệu đầu vào không được xử lý. Việc lọc khung cuối dược lượng tử hóa với bộ ỉượng tử hóa vector phân chia dự báo (Predictive Split Vector Quantizer - PSQV). Việc này chiếm 7,5 ms, vì thế trễ mã hóa là 37,5 ms. Trễ này là một nhân tố chính trong việc đánh giá các coder, đặc biệt là truyền dẫn qua một mạng dữ liệu, vì giảm trễ trong giai đoạn mã hóa tạo ía nhiều thuận lợi hcfn đối với trễ trên mạng Internet.
G.723.1 sử dụng nén khoảng lặng bằng các hoạt động truyền dẫn không liên tục, nghĩa là nhiễu nhân tạo ítại tốc độ bit giảm) được chèn vào dòng bit trong suốt thời gian khoảng lặng.
11.2.2. G.729
G.729 được định nghĩa cho các ứng đụng trễ thấp, với kích thước khung chỉ 10 ms, trễ xử lý 10 ms, và một look ahead 5 ms. Việc này đóng góp 25 ms vào trễ end-to*end và một tốc độ bit 8 Kbps.
G.729 có hai phiên bản: G.729 và G.729A. G.729 phức tạp hơn G.723.1 nhưng G.729A ít phức tạp hơn G.723.1. G.729 có chất lượng tương đôl kém hơn. Cả hai đều chuẩn bị đối với việc khung bị xóa, mất gói, làm chúng trở thành các chọn lựa tốt cho thoại trên Internet.
11.2.3. G.728
G.728 (Mã hóa LPAS thích ứng phía sau (backward adaptive)) 16 Kbps dự báo tuyến tính kích thích từ mã trễ thấp (Low-Delay Code Book Excitation Linear Prediction - LD-CELP).
G.728 16 Kbps là một hỗn hợp giữa các coder phân tích theo tổng hợp dự báo tuyến tính, tốc độ bit thâ'p (G.729 và G.723.1) và các coder ADPCM phía sau. G.728 là một coder LD-CELP và hoạt động trên 5 mẫu cùng lúc.
CELP là một kỹ thuật mã hóa thoại trong đó tín hiệu kích thích được chọn từ một bộ tín hiệu kích thích có thể qua một cuộc tìm kiếm thấu đáo. Các coder thoại tốc độ thấp dùng một kỷ thuật thích ứng phía trước đối với lọc dự báo giá trị mẫu và LD-GELP đùng lọc thích ởng phía sau được cập nhật mỗi 2,5 ms. Có thể có 1,024 vector kích thích. Các vector này được phân rã thành 4 độ lợi có thể, 2 ký hiệu dương (+ hay -) và 128 vector mẫu có thể,
G.728 là một coder thoại dứợc đề nghị cho thoại video ISDN tốc độ thấp. Bởi vì bản châ't thích ứng phía sau của nó,»13 một coder trễ thấp, nhưng phức tạp hơn các coder khác bởi vì phân tích LPC thứ 15 phải được lặp lại tại bộ giải mã.
Các CODEC nguồn sử dụng ít băng tần hơn PCM và ADPCM, nhưng chất lượng âm có thể thiệt hại khi những kỹ thuật này được dùng. Khi tiếng nói được nén nhỉều hcfn, nó nghe như là giọng của robot, ỉdiống có biến tố hay cảm xúc. Một vấn đề khác với CODEC nguồn là, trong nhiều trường hợp, tín hiệu thoại bị méo dớ nhiều cách mã hóa, thường được gọi là tandem encoding. Điều này xảy ra khi có nhiều nút dọc theo tuyến và tín hiệu được chuyển qua nhiều thiết bị như router, có nhiệm vụ mã hóa và giải mã tín hiệu tại mỗi nút. Cũng giống lứiư là copy của copy của một bản fax. Chết lượng ban đầu giảm xuông qua mỗi quá trình tái tạo lần lượt.
Trễ cũng có thể gây ra vấn đề khi tín hiệu thoại được mã hóa và giải mã nhiều lần.
n .3. Tổng k ế t về CODEC
Các kỹ thuật mã hóa CELP, MPMLQ, PGM và ADPCM được chuẩn hóa bởi ITU-T trong các khuyến nghị G-series. Các chuẩn mã hóa thoại phổ biến nhất đối với thoại bình thường và thoại gói bao gồm:
• G.711 - Chuẩn cho luật A và luật ụ - truyền thông cơ sở mô tả kỹ thuật mã hóa thoại PCM. Trong G.711, thoại đã mã hóa là dạng đúng đối với tín hiệu số trong PSTN và qua các PBX.
• G.723.1 - Mô tả kỷ thuật nén có thể được sử dụng cho nén giọng nói hoặc tin hiệu âm thanh với tốc độ thấp là một phần của họ chuẩn H.324. CODEC này có 2 tốc độ: 5,3 và 6,3 Kbps. Tốc độ cao hơn dựa trên kỷ thuật MP-MLQ và cung cấp chất lượng âm thanh cao hcfn. Thấp hcm là CELP cung cấp sự linh hoạt hơn cho người thiết kế hệ thống. • G.726 - Mô tả mă hóa ADPCM tạỉ các tốc độ 40, 32, 24 và 16 Kbps. Thoại
đã mã hóa ADPCM có thể chuyển đổi qua lại giữa các mạng thoại gói, PSTN và PBX, khi PBX dược câu hìiứi để có thể sử dụng ADPCM.
• G.728 - Mõ tả dạng nén thoại CELP khác trễ thấp có tốc độ 16 Kbps. Mã hóa thoại CELP phải được chuyển đổi sang một dạng thoại công cộng để phân phối đến hoặc qua PSTN.
• G.729 - Mô tả nén CELP ở đó thoại được má hóa thành luồng 8 Kbps. Có 2 chuẩn khác nhau (G.729 và G.729 Phụ lục A) có thay đổi chính trong tinh toán phức tạp, cả hai đồng thời cung cấp chất lượng tương tự n h ư ^ P C M 32 Kbps.
B&ng thông tiêu tốn cửa codec:
Các gói VoIP có kích thước nhỏ. Chú ý rằng các mẫu thoại codec dược đóng gói vào trong datagram IP, tiếp ỉà dóng gói vào dơn vị dữ liệu UDP và được đóng vào trong đơn vị dữ liệu RTP.
340 Kỹ thuật thoại trên IP - VoIP
Các mẫu thoai I RTP UDP I IP I L-2 Cisco hỗ trợ các codec ITU-T (bảng II. 1).