La Recommandation UIT-T G.718 décrit un algorithme de codage à débit binaire variable intégré à bande étroite (NB) et à bande élargie (WB) pour signaux vocaux ou audio, fonctionnant entre 8 et 32 kbit/s et conçu avec une certaine robustesse contre les effacements de trame.
Ce codec offre une excellente qualité de signaux vocaux à bande étroite pour les faibles débits binaires et une excellente qualité de signaux vocaux à bande élargie pour toute la gamme de débits binaires. De plus, le codec UIT-T G.718 est conçu avec une grande robustesse contre les effacements de trame, d'où une amélioration de la qualité vocale lorsqu'il est utilisé dans des applications de transport IP sur des réseaux fixes, sans fil et mobiles. Bien qu'il soit intégré, le codec est également performant aussi bien avec des signaux audio génériques à bande étroite qu'avec ceux à bande élargie.
Ce codec a une structure modulable intégrée, offrant une très grande souplesse pour le transport de paquets vocaux dans les réseaux IP actuels et dans les futurs réseaux prenant en compte les médias. En outre, grâce à sa structure intégrée, le codec UIT-T G.718 pourra facilement être étendu pour fonctionner en mode stéréo et à bande super élargie moyennant des couches supplémentaires qui sont actuellement à l'étude. Le flux binaire peut être tronqué côté décodeur, ou par un élément quelconque du système de communication, de manière à régler instantanément le débit binaire sur la valeur souhaitée sans recourir à une signalisation hors bande. Le codeur produit un flux binaire intégré structuré en cinq couches correspondant aux cinq débits binaires disponibles: 8, 12, 16, 24 et 32 kbit/s.
Le codeur UIT-T G.718 accepte des signaux à bande élargie échantillonnés à 16 kHz, ou des signaux à bande étroite échantillonnés à 16 ou 8 kHz. De même, les signaux de sortie du décodeur peuvent être aussi bien des signaux à bande élargie à 16 kHz, que des signaux à bande étroite à 16 ou 8 kHz. Les signaux d'entrée échantillonnés à 16 kHz, mais à bande étroite, sont détectés par le codeur.
A la sortie du codec UIT-T G.718, une largeur de bande de 300-3 400 Hz pour 8 et 12 kbit/s et une largeur de bande de 50-7 000 Hz pour les débits compris entre 8 et 32 kbit/s sont possibles.
Le coeur de codec de qualité élevée offre une nette amélioration de la performance: en mode de fonctionnement à bande élargie à 8 kbit/s, le codec offre une qualité vocale propre équivalente à celle offerte par le codec UIT-T G.722.2 à 12,65 kbit/s, tandis qu'en mode de fonctionnement à bande étroite à 8 kbit/s, il offre une qualité vocale propre équivalente à celle offerte par le codec UIT-T G.729E à 11,8 kbit/s.
Le codec s'applique à des trames de 20 ms, et a un délai algorithmique maximal de 42,875 ms pour les signaux d'entrée et de sortie à bande élargie. Le délai algorithmique maximal pour les signaux d'entrée et de sortie à bande étroite est de 43,875 ms. Le codec peut aussi être employé en mode à faible délai lorsque les débits binaires maximaux du codeur et du décodeur sont fixés à 12 kbit/s. Dans ce cas, le délai algorithmique maximal est réduit de 10 ms.
Le codec comporte aussi un autre mode de codage, avec un débit binaire minimal de 12,65 kbit/s, qui est interopérable en termes de flux binaire avec les normes de codage vocal à bande élargie UIT-T G.722.2, 3GPP AMR-WB et 3GPP2 VMR-WB mobile. Les couches 1 et 2 de cette option sont différentes de celles de l'option par défaut, tandis que les couches 3 à 5 sont analogues à ceci près que dans la couche 3, on utilise moins de bits pour compenser les bits supplémentaires du mode à 12,65 kbit/s. Le décodeur est en outre capable de décoder tous les autres modes de fonctionnement UIT-T G.722.2. Par ailleurs, une nouvelle annexe à cette Recommandation est en cours d'élaboration, dont l'objet est d'assurer efficacement l'interopérabilité en termes de flux binaire avec le codec 3GPP2 EVRC-WB. Cette Recommandation décrit aussi des algorithmes de mode de transmission discontinue (DTX) et de génération de bruit de confort (CNG) qui permettent de faire des économies de largeur de bande pendant les périodes inactives. Un algorithme intégré de réduction de bruit peut être utilisé sous réserve que la session de communication soit limitée à 12 kbit/s.
L'algorithme sous-jacent est basé sur une structure de codage à deux étages: les deux couches inférieures sont basées sur un codage à prédiction linéaire avec excitation par code (CELP) de la bande (50-6400 Hz), la couche principale tirant parti de la catégorie du signal pour utiliser des modes de codage optimisés pour chaque trame. Les couches supérieures codent le signal à erreur pondérée issu des couches inférieures au moyen d'un codage par transformation discrète en cosinus modifiée (MDCT) à chevauchement-ajout. Plusieurs technologies sont utilisées pour coder les coefficients MDCT avec la plus haute performance possible aussi bien pour la parole que pour la musique.
Le Corrigendum 1 (11/2008) contient la correction de plusieurs erreurs mineures identifiées dans le code source ANSI C en virgule fixe figurant dans le texte de base de cette Recommandation.
L'Amendement 1 (03/2009) contient quelques autres corrections mineures apportées au code source ANSI C en virgule fixe et au texte de la Recommandation. Il décrit en outre l'ajout d'une vérification de la valeur par défaut du bit inutilisé de couche 5, et la procédure d'effacement de la couche 5 si le bit n'a pas la valeur par défaut. L'Amendement 1 contient aussi la nouvelle Annexe A, qui définit une autre mise en oeuvre de l'algorithme UIT-T G.718 utilisant l'arithmétique en virgule flottante, destinée aux matériels DSP optimisés pour les opérations en virgule flottante. Le code source ANSI C en virgule flottante joint est entièrement interopérable avec le code en virgule fixe.
Dans le Corrigendum 2 (08/2009), d'autres erreurs mineures rencontrées dans les deux mises en oeuvre – en virgule fixe et en virgule flottante – ont été corrigées, mais surtout la mise en oeuvre en virgule fixe a été simplifiée: on a réduit la complexité du codec de 69 à 57 WMOPS tout en conservant l'exactitude au niveau des bits par rapport au code d'origine pour les deux étapes de caractérisation. Cette réduction de la complexité de 17% est importante et rendra évidemment plus attrayante la mise en oeuvre de l'algorithme G.718.
Cette Recommandation contient une pièce jointe électronique dans laquelle figure le code source ANSI C, qui fait partie intégrante de cette Recommandation.
Cette édition intègre toutes les modifications figurant dans le Corrigendum 1 (11/2008), l'Amendement 1 (03/2009) et le Corrigendum 2 (08/2009), y compris le code source ANSI C mis à jour associé. |
