Đặc điểm của cụng nghệ VoIP
3.2.1.5. Chuẩn nộn G.723
Khuyến nghị G.723.1 đưa ra một bộ mó hoỏ tiờu chuẩn dựng để nộn tớn hiệu tiếng núi hoặc cỏc tớn hiệu audio khỏc của cỏc dịch vụ đa phương tiện tại tốc độ rất thấp, giống với phần tiờu chuẩn của họ H.323.
Về tốc độ bit: Bộ mó hoỏ này cú hai tốc độ bit: 5,3 kbps và 6,3 kbps. Bộ mó hoỏ cú tốc độ cao hơn sẽ cú chất lượng tốt và, cộng thờm tớnh linh hoạt, cung cấp cho cỏc nhà thiết kế hệ thống. Bộ mó húa và giải mó bắt buộc phải cú cả hai tốc độ bit này. Chúng cú thể chuyển mạch được giữa hai tốc độ bit tại bất kỳ đường biờn giới nào đú của khung. Khi tớn hiệu là phi thoại thỡ cú thể lựa chọn một tốc độ bit biến thiờn để truyền khụng liờn tục và điều khiển những khoảng trống.
Tớn hiệu đầu vào cú thể cú của bộ mó hoỏ này tối ưu hoỏ tớn hiệu tiếng núi với chất lượng cao tại cỏc tốc độ bit đó núi ở trờn với một độ hạn chế về độ phức tạp. Bộ mó hoỏ này dựng để mó hoỏ tiếng núi và cỏc tớn hiệu audio khỏc với cỏc khung dựng kỹ thuật mó hoỏ phõn tớch bằng tổng hợp dự bỏo tuyến tớnh. Tớn hiệu kớch thớch, đối với bộ mó hoỏ tốc độ bit cao hơn, là lượng tử hoỏ đỳng cực đại đa xung (MP-MLQ: Multipulse Maximum Likelihood Quantization) và đối với bộ mó hoỏ cú tốc độ bit thấp hơn, là dự đoỏn tuyến tớnh kớch thớch mó đại số (ACELP). Kớch thớch khung là 30ms, cộng thờm 7,5ms look-ahead, tạo ra trễ xử lý thuật toỏn tổng cộng là 37,5ms. Toàn bộ trễ thờm vào bộ mó hoỏ là tổng của: Trễ xử lý, trễ truyền dẫn trờn cỏc đường truyền thụng tin và trễ đệm của cỏc giao thức ghộp kờnh.
a.Nguyờn lý bộ mó hoỏ G.723.1
Tớn hiệu PCM 64kbps đầu vào (theo luật A hoặc à) qua bộ mó hoỏ này được lấy mẫu tại tần số 8kHz, sau đú qua bộ chuyển đổi thành tớn hiệu
PCM đều 16 bit đưa tới đầu vào bộ mó hoỏ. Tớn hiệu đầu ra bộ giải mó sẽ được chuyển đổi thành tớn hiệu PCM theo đỳng tớn hiệu đầu vào. Cỏc đặc tớnh đầu vào/ đầu ra khỏc, giống như của tớn hiệu PCM 64kbps (theo khuyến nghị ITU G.711), sẽ được chuyển đổi thành tớn hiệu PCM đều 16 bit tại đầu vào bộ mó hoỏ, hoặc tớn hiệu PCM đều 16 bit sẽ được chuyển đổi thành tớn hiệu ra PCM theo đỳng quy luật của tớn hiệu đầu vào ở bộ giải mó. Bộ mó hoỏ dựa trờn nguyờn lý bộ mó hoỏ phõn tớch bằng tổng hợp dự bỏo tuyến tớnh và cố gắng cực tiểu húa sai số cú tớnh trọng số thụ cảm. Bộ mó hoỏ 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 tiờn tớn hiệu được đưa qua bộ lọc thụng cao để loại bỏ thành phần tớn hiệu một chiều DC và sau đú được chia thành 4 khung con. Với mỗi khung con sử dụng tớn hiệu đầu vào chưa xử lý để tớnh toỏn bộ lọc mó hoỏ dự bỏo tuyến tớnh bậc 10 (LPC). Bộ lọc LPC của khung con cuối cựng sẽ được lượng tử hoỏ bằng phương phỏp lượng tử hoỏ vectơ phõn chia dự bỏo (PSVQ: Predictive Split Vector Quantizer). Cỏc hệ số LPC chưa được lượng tư sẽ được dựng để khụi phục bộ lọc trọng số thụ cảm ngắn hạn.
Với mỗi hai phõn khung (120) mẫu, sẽ sử dụng tớn hiệu tiếng núi trọng số để tớnh toỏn chu kỳ lờn giọng tiếng núi mạch vũng kớn LOL. Chu kỳ lờn giọng tiếng núi được tớnh trong khoảng từ 18 đến 142 mẫu. Sau đú tớn hiệu tiếng núi sẽ được xử lý theo từng phõn khung cơ bản 60 mẫu. Sử dụng đỏnh giỏ chu kỳ lờn giọng tiếng núi trước để khụi phục bộ lọc dạng ồn súng hài. Phản ứng xung được tạo bởi việc đấu nối bộ lọc tổng hợp LPC, bộ lọc cú tớnh trọng số thụ cảm formant và bộ lọc dạng tạp õm súng hài. Người ta sử dụng phản ứng xung này cho cỏc phộp tớnh toỏn tiếp sau.
Bộ dự đoỏn chu kỳ lờn giọng mạch vũng kớn được tớnh toỏn bằng cỏch sử dụng đỏnh giỏ chu kỳ lờn giọng, LOL, và phản ứng xung. Người ta xử dụng bộ dự đoỏn lờn giọng bậc 5. Chu kỳ lờn giọng sẽ được tớnh là gần
đỳng giỏ trị vi sai nhỏ của đỏnh giỏ lờn giọng mạch vũng hở. Thành phần thờm vào bộ dự đoỏn lờn giọng sau đú sẽ được loại bỏ khỏi vectơ ban đầu. Cả hai giỏ trị chu kỳ lờn giọng và giỏ trị vi sai của nú sẽ được truyền về phớa bộ giải mó.
Cuối cựng, cỏc thành phần khụng được dự đoỏn của tớn hiệu kớch thớch sẽ được lấy gần đỳng. Đối với bộ mó hoỏ cú tốc độ bớt cao, người ta sử dụng giỏ trị kớch thớch lượng tử hoỏ gần đỳng cực đại đa xung (MP- MLQ), và đối với bộ mó hoỏ cú tốc độ bit thấp, người ta sử dụng giỏ trị kớch thớch mó đại số (ACELP).
b. Nguyờn lý bộ giải mó G.723.1
Bộ giải mó được thực hiện trờn nguyờn lý cơ bản từng khung. Đầu tiờn cỏc chỉ số của bộ lọc LPC sẽ được giải mó, sau đú bộ giải mó sẽ khụi phục bộ lọc tổng hợp LPC. Đối với mỗi phõn khung, cả hai giỏ trị kớch thớch bản mó cố định và giỏ trị kớch thớch bảng mó thớch ứng sẽ được giải mó và đưa tới đầu vào bộ lọc tổng hợp LPC. Bộ lọc sau thớch ứng bao gồm formant và bộ lọc sau lờn giọng phớa sau-phớa trước (forward-backward). Tớn hiệu kớch thớch sẽ được đưa tới đầu vào bộ lọc sau lờn giọng, đầu ra bộ lọc sau lờn 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).