[通信] ITU-T G.729 8kb/s CS—ACELP简介

国际电信联盟（ITU-T）于1995年11月正式通过了G.729。 ITU-T建议G.729也被称作“共轭结构代数码本激励线性预测编码方案”(CS-ACELP),它是当前较新的一种语音压缩标准。96年ITU-T又制定了G.729的简化方案G.729A,主要降低了计算的复杂度以便于实时实现,因此目前使用的都是G.729A。

       G.729是由美国、法国、日本和加拿大的几家著名国际电信实体联合开发的。它需要符合一些严格的要求,比如在良好的信道条件下要达到长话质量,在有随机比特误码、发生帧丢失和多次转接等情况下要有很好的稳健性等。这种语音压缩算法可以应用在很广泛的领域中,包括ＩＰ电话、无线通信、数字卫星系统和数字专用线路。

       G.729算法采用“共轭结构代数码本激励线性预测编码方案”（CS-ACELP）算法。这种算法综合了波形编码和参数编码的优点,以自适应预测编码技术为基础,采用了矢量量化、合成分析和感觉加权等技术。

                  

                                            图1 G.729A编码器原理图

       编码器（图1）对10ms长的语音帧进行处理,每帧分为两个子帧。输入语音首先要在预处理模块中经过高通滤波和幅度压缩变换,以去除低频干扰及防止在后面运算中出现溢出。每帧进行一次线性预测（LP）分析,并将LPC参数转换到线谱,对（LSP）形式进行预测式二阶段矢量量化（VQ）。然后使用分析合成法,按照合成信号和原始信号间感觉加权失真最小的准则来提取激励参数。激励参数（包括固定码本和自适应码本参数）要每子帧（5ms）计算一次。每帧要利用感觉加权语音进行一次开环整数基值基音延时估计,然后进行闭环的分数值基音分析,确定自适应码本的延时和增益,下面再进行固定码本的搜索。固定码本是使用交织单脉冲排列设计的代数码本。在搜索时使用迭代式深度优先树型搜索算法。这种算法的运算量比较小,并且具有固定的运算复杂度,比较有利于使用硬件实现。自适应码本和固定码本的增益使用预测式二阶段共轭结构码本进行矢量量化。

                  

                                       图2 G.729A解码器原理图

       图2给出了解码算法的框图。首先要从接收到的码流中提取LSP系数和两个分数基音延时、两个固定码本矢量以及两套自适应码本和固定码本增益等参数。然后,对LSP参数进行插值,并转换到线性预测滤波器系数的形式。接下来,将自适应码本和固定码本矢量分别乘以各自的增益再相加,得到激励信号。激励信号通过LPC综合滤波器后,就得到了合成语音信

号。最后还要对合成语音信号进行后处理,以提高合成语音的质量。