В Рекомендации МСЭ-T G.718 описывается узкополосный (NB) и широкополосный (WB) встроенный алгоритм кодирования речи и аудиосигналов с различной битовой скоростью в диапазоне от 8 до 32 кбит/с, разработанный так, чтобы обеспечивалась устойчивость к потере кадров. Этот кодек обеспечивает современное качество узкополосной (NB) передачи речи c низкой битовой скоростью и современное качество широкополосной (WB) передачи речи во всем диапазоне битовых скоростей. Кроме того, кодек МСЭ-Т G.718 разработан так, чтобы обеспечивалась устойчивость к потере кадров, что повышает качество передачи речи при использовании кодека в приложениях IP-транспортировки в сетях фиксированной, беспроводной и подвижной связи. Несмотря на то что этот кодек встроенный, он одинаково качественно обрабатывает как узкополосные, так и широкополосные типовые аудиосигналы. Этот кодек обладает встроенной масштабируемой структурой, обеспечивающей максимальную гибкость при транспортировке речевых пакетов в существующих сегодня IP-сетях, а также в медийных сетях будущего. Кроме того, встроенная структура согласно МСЭ-T G.718 позволяет легко расширять кодек для обеспечения сверхширокополосных и стереофонических возможностей при помощи дополнительных уровней, которые в настоящее время находятся в стадии разработки. Поток битов может быть урезан декодером или любым компонентом системы связи для моментальной настройки битовой скорости на желаемое значение, при этом отсутствует необходимость во внеполосной сигнализации. Кодер формирует встроенный поток битов, структурированный в виде пяти уровней, соответствующих пяти имеющимся значениям битовой скорости: 8, 12, 16, 24 и 32 кбит/с. Кодер МСЭ-T G.718 может принимать широкополосные сигналы, дискретизированные на частоте 16 кГц, или узкополосные сигналы, дискретизированные на 16 или 8 кГц. Аналогично, на выходе декодера может быть широкополосный сигнал 16 кГц, помимо узкополосного сигнала 16 или 8 кГц. Входные сигналы, дискретизированные на 16 кГц, но с полосой пропускания, ограниченной до узкой полосы, обнаруживаются кодером. Выход кодека МСЭ-T G.718 способен работать с полосой пропускания 300–400 Гц на скоростях 8 и 12 кбит/с и 50–7000 Гц на скоростях от 8 до 32 кбит/с. Ядро высококачественного кодека отличается существенным улучшением функциональных характеристик, обеспечивающим качество широкополосной передачи четкой речи со скоростью 8 кбит/с, эквивалентное кодеку МСЭ-T G.722.2 со скоростью 12,65 кбит/с, в то время как рабочий режим узкополосного кодека со скоростью 8 кбит/с обеспечивает качество передачи четкой речи, эквивалентное кодеку МСЭ-T G.729E на скорости 11,8 кбит/с. Этот кодек работает с кадрами длиной 20 мс и вносит максимальную алгоритмическую задержку 42,875 мс для широкополосных входных и широкополосных выходных сигналов. Максимальная алгоритмическая задержка для узкополосных входных и узкополосных выходных сигналов составляет 43,875 мс. Кодек также может быть использован в режиме с малой задержкой, когда максимальная битовая скорость кодера и декодера задана равной 12 кбит/с. В этом случае максимальная алгоритмическая задержка снижается на 10 мс. Данный кодек также включает альтернативный режим кодирования с минимальной битовой скоростью 12,65 кбит/с; причем этот поток битов совместим со стандартами кодирования широкополосной речи в мобильном режиме 3GPP AMR-WB и 3GPP2 VMR-WB, определенными в Рекомендации МСЭ-Т G.722.2. Этот вариант заменяет уровень 1 и уровень 2, а уровни 3–5 аналогичны варианту по умолчанию, за исключением того, что в уровне 3 меньшее количество битов используется для компенсации дополнительных битов ядра, работающего со скоростью 12,65 кбит/с. В дальнейшем декодер способен декодировать все остальные рабочие режимы МСЭ-T G.722.2. Кроме того, в стадии разработки находится новое приложение к данной Рекомендации, благодаря которому станет возможным эффективное взаимодействие потока битов с кодеком 3GPP2 EVRC-WB. Эта Рекомендация также включает режим прерывистой передачи (DTX) и алгоритмы генерации комфортного шума (CNG), которые позволяют экономить пропускную способность во время периодов отсутствия активности. Интегрированный алгоритм подавления шума может использоваться при условии, что скорость во время сеанса связи ограничена до 12 кбит/с. Базовый алгоритм основан на структуре кодирования в два этапа: два нижних уровня основаны на кодировании с линейным предсказанием, с возбуждением (CELP) полосы (50–6400 Гц), где основной уровень использует преимущества классификации сигналов в целях применения оптимизированных режимов кодирования для каждого кадра. Верхние уровни кодируют взвешенный сигнал ошибок из нижних уровней с использованием кодирования, основанного на модифицированном дискретном косинусном преобразовании (MDCT) со сложением посредством наложения. Для кодирования коэффициентов MDCT используется несколько технологий, что позволяет достичь максимальной производительности при передаче как речи, так и музыки. Исправление 1 (11/2008) вносит поправки для решения ряда незначительных проблем, которые были определены в исходном коде ANSI C с фиксированной точкой в основном тексте данной Рекомендации. В Поправке 1 (03/2009) представлены некоторые дополнительные незначительные исправления к исходному коду ANSI C с фиксированной точкой и к тексту Рекомендации. В ней также описывается дополнительная процедура верификации значения по умолчанию неиспользуемого бита на уровне 5, а также процедура стирания уровня 5 в случае, если значение бита не равно значению по умолчанию. В Поправке 1 также представлено новое Приложение A, в котором определена альтернативная реализация алгоритма МСЭ-T G.718, использующего арифметические операции с плавающей точкой. Этот алгоритм будет использоваться для реализации на оборудовании DSP, оптимизированном для операций с плавающей точкой. Сопутствующий исходный код ANSI C с плавающей точкой является полностью совместимым с кодом с фиксированной точкой. Хотя Исправление 2 (08/2009) включает в себя дополнительные поправки для решения незначительных проблем, обнаруженных при реализации алгоритмов с фиксированной и плавающей точкой, его основной полезный эффект заключается в более рациональной реализации алгоритма с фиксированной точкой, которая снижает сложность кодека с 69 до 57 единиц WMOPS, сохраняя при этом точное соответствие количества битов первоначальному коду на обеих этапах текста определения характеристик. Снижение сложности на 17% является значительным и, несомненно, сделает более привлекательной реализацию G.718. Настоящая Рекомендация содержит электронное приложение с исходным кодом ANSI C, которое является неотъемлемой частью этой Рекомендации. Данное издание объединяет все изменения, внесенные Исправлением 1 (11/2008), Поправкой 1 (03/2009) и Исправлением 2 (08/2009), включая соответствующий обновленный исходный код ANSI C. |
