ITU-T G 722 1 FRENCH-2005 Low-complexity coding at 24 and 32 kbit s for hands-free operation in systems with low frame loss《低帧丢失系统中的在24和32 kbit s的免费操作的低复杂度编码 16号研究组》.pdf

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1、 Union internationale des tlcommunicationsUIT-T G.722.1SECTEUR DE LA NORMALISATION DES TLCOMMUNICATIONS DE LUIT (05/2005) SRIE G: SYSTMES ET SUPPORTS DE TRANSMISSION, SYSTMES ET RSEAUX NUMRIQUES Equipements terminaux numriques Codage des signaux analogiques par des mthodes autres que la MIC Codage f

2、aible complexit aux dbits de 24 et 32 kbit/s pour utilisation en mains-libres sur les systmes faible perte de trames Recommandation UIT-T G.722.1 RECOMMANDATIONS UIT-T DE LA SRIE G SYSTMES ET SUPPORTS DE TRANSMISSION, SYSTMES ET RSEAUX NUMRIQUES CONNEXIONS ET CIRCUITS TLPHONIQUES INTERNATIONAUX G.10

3、0G.199 CARACTRISTIQUES GNRALES COMMUNES TOUS LES SYSTMES ANALOGIQUES COURANTS PORTEURS G.200G.299 CARACTRISTIQUES INDIVIDUELLES DES SYSTMES TLPHONIQUES INTERNATIONAUX COURANTS PORTEURS SUR LIGNES MTALLIQUES G.300G.399 CARACTRISTIQUES GNRALES DES SYSTMES TLPHONIQUES INTERNATIONAUX HERTZIENS OU SATELL

4、ITES ET INTERCONNEXION AVEC LES SYSTMES SUR LIGNES MTALLIQUES G.400G.449 COORDINATION DE LA RADIOTLPHONIE ET DE LA TLPHONIE SUR LIGNES G.450G.499 CARACTRISTIQUES DES SUPPORTS DE TRANSMISSION G.600G.699 EQUIPEMENTS TERMINAUX NUMRIQUES G.700G.799 Gnralits G.700G.709 Codage des signaux analogiques en m

5、odulation par impulsions et codage G.710G.719 Codage des signaux analogiques par des mthodes autres que la MIC G.720G.729 Principales caractristiques des quipements de multiplexage primaires G.730G.739 Principales caractristiques des quipements de multiplexage de deuxime ordre G.740G.749 Caractristi

6、ques principales des quipements de multiplexage dordre plus lev G.750G.759 Caractristiques principales des quipements de transcodage et de multiplication numrique G.760G.769 Fonctionnalits de gestion, dexploitation et de maintenance des quipements de transmission G.770G.779 Caractristiques principal

7、es des quipements de multiplexage en hirarchie numrique synchrone G.780G.789 Autres quipements terminaux G.790G.799 RSEAUX NUMRIQUES G.800G.899 SECTIONS NUMRIQUES ET SYSTMES DE LIGNES NUMRIQUES G.900G.999 QUALIT DE SERVICE ET DE TRANSMISSION ASPECTS GNRIQUES ET ASPECTS LIS LUTILISATEUR G.1000G.1999

8、CARACTRISTIQUES DES SUPPORTS DE TRANSMISSION G.6000G.6999 DONNES SUR COUCHE TRANSPORT ASPECTS GNRIQUES G.7000G.7999 ASPECTS RELATIFS AU PROTOCOLE ETHERNET SUR COUCHE TRANSPORT G.8000G.8999 RSEAUX DACCS G.9000G.9999 Pour plus de dtails, voir la Liste des Recommandations de lUIT-T. Rec. UIT-T G.722.1

9、(05/2005) i Recommandation UIT-T G.722.1 Codage faible complexit aux dbits de 24 et 32 kbit/s pour utilisation en mains-libres sur les systmes faible perte de trames Rsum La prsente Recommandation dcrit un codeur et un dcodeur peu complexes, pouvant traiter un signal audiofrquence dune largeur de ba

10、nde de 7 kHz et fonctionner 24 kbit/s ou 32 kbit/s. Par ailleurs, cet algorithme est recommand pour les applications mains-libres, par exemple de confrence, qui ne comportent quune faible probabilit de perte de trames. Il peut sutiliser avec des signaux dentre de parole ou de musique et permet de ch

11、anger le dbit lune quelconque des limites de trame de 20 ms. La nouvelle Annexe C contient la description dun mode dextension faible complexit de la Rec. UIT-T G.722.1, qui permet de doubler lalgorithme afin dobtenir une largeur de bande audio de 14 kHz utilisant une frquence de 32 kHz pour les chan

12、tillons audio, aux dbits de 24, 32 et 48 kbit/s. Adapt la visioconfrence, la tlconfrence ainsi quaux applications de lecture en temps rel, ce mode utilise la mme longueur de trame de 20 ms, le mme temps de traitement associ lalgorithme de 40 ms et les mmes tapes algorithmiques que le mode 7 kHz. Le

13、codage et le dcodage ncessitent moins de 5,5 millions doprations pondres par seconde (WMOPS) dans le mode 7 kHz et moins de 11 WMOPS dans le mode 14 kHz de lAnnexe C. La prsente Recommandation comporte un logiciel contenant le code source du codeur et du dcodeur ainsi quun ensemble de vecteurs test

14、pour le dveloppement dapplication. Ces vecteurs sont un outil qui fournit une indication sur la validit des implmentations. Le code virgule fixe implmente la fois le mode 7 kHz (corps du texte) et le mode 14 kHz (Annexe C). Le code virgule flottante implmente uniquement le mode 7 kHz. La prsente dit

15、ion inclus le Corrigendum 1 (06/2008) qui corrige le code source du fichier decoder.c dans lannexe B. Aucun changement na t apport au texte de la recommandation. Le Code source de ldition intgre est numrot Version 2.1 par souci dhomognit. Source La Recommandation UIT-T G.722.1 a t approuve le 14 mai

16、 2005 par la Commission dtudes 16 (2005-2008) de lUIT-T selon la procdure dfinie dans la Recommandation UIT-T A.8. Le Corrigendum 1 a t approuv le 13 juin 2008 par la Commission dtudes 16 de lUIT-T (2005-2008) selon la procdure dfinie dans la Rec. UIT-T A.8. ii Rec. UIT-T G.722.1 (05/2005) AVANT-PRO

17、POS LUIT (Union internationale des tlcommunications) est une institution spcialise des Nations Unies dans le domaine des tlcommunications. LUIT-T (Secteur de la normalisation des tlcommunications) est un organe permanent de lUIT. Il est charg de ltude des questions techniques, dexploitation et de ta

18、rification, et met ce sujet des Recommandations en vue de la normalisation des tlcommunications lchelle mondiale. LAssemble mondiale de normalisation des tlcommunications (AMNT), qui se runit tous les quatre ans, dtermine les thmes dtude traiter par les Commissions dtudes de lUIT-T, lesquelles labor

19、ent en retour des Recommandations sur ces thmes. Lapprobation des Recommandations par les Membres de lUIT-T seffectue selon la procdure dfinie dans la Rsolution 1 de lAMNT. Dans certains secteurs des technologies de linformation qui correspondent la sphre de comptence de lUIT-T, les normes ncessaire

20、s se prparent en collaboration avec lISO et la CEI. NOTE Dans la prsente Recommandation, lexpression “Administration“ est utilise pour dsigner de faon abrge aussi bien une administration de tlcommunications quune exploitation reconnue. Le respect de cette Recommandation se fait titre volontaire. Cep

21、endant, il se peut que la Recommandation contienne certaines dispositions obligatoires (pour assurer, par exemple, linteroprabilit et lapplicabilit) et considre que la Recommandation est respecte lorsque toutes ces dispositions sont observes. Le futur dobligation et les autres moyens dexpression de

22、lobligation comme le verbe “devoir“ ainsi que leurs formes ngatives servent noncer des prescriptions. Lutilisation de ces formes ne signifie pas quil est obligatoire de respecter la Recommandation. DROITS DE PROPRIT INTELLECTUELLE LUIT attire lattention sur la possibilit que lapplication ou la mise

23、en uvre de la prsente Recommandation puisse donner lieu lutilisation dun droit de proprit intellectuelle. LUIT ne prend pas position en ce qui concerne lexistence, la validit ou lapplicabilit des droits de proprit intellectuelle, quils soient revendiqus par un Membre de lUIT ou par une tierce partie

24、 trangre la procdure dlaboration des Recommandations. A la date dapprobation de la prsente Recommandation, lUIT avait t avise de lexistence dune proprit intellectuelle protge par des brevets acqurir pour mettre en uvre la prsente Recommandation. Toutefois, comme il ne sagit peut-tre pas de renseigne

25、ments les plus rcents, il est vivement recommand aux responsables de la mise en uvre de consulter la base de donnes des brevets du TSB. UIT 2006 Tous droits rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite, par quelque procd que ce soit, sans laccord crit pralable de lUIT. Rec. UIT-

26、T G.722.1 (05/2005) iii TABLE DES MATIRES Page 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives 2 3 Codeur 2 3.1 Transformation MLT ( modulation et chevauchement) . 4 3.2 Calcul et quantification de lenveloppe damplitude. 5 3.3 Codage de lenveloppe damplitude 5 3.4 Procdure de catgorisation 6 3.5 Coda

27、ge de Huffman combinaison en vecteurs et quantification scalaire (SQVH, scalar quantized vector Huffman coding) 9 3.6 Commande de dbit 11 3.7 Transmission des indices vectoriels MLT 11 3.8 Flux binaire. 11 4 Dcodeur. 12 4.1 Dcodage de lenveloppe damplitude 12 4.2 Dtermination de la catgorisation. 12

28、 4.3 Dcodage des coefficients MLT. 13 4.4 Remplissage de bruit 13 4.5 Bits insuffisants 13 4.6 Effacement de trame. 14 4.7 Transformation MLT inverse (IMLT, inverse MLT) . 14 5 Code C 14 6 Organigramme de la procdure de catgorisation 16 Annexe A Format des paquets, identificateurs de capacit et para

29、mtres de capacits 20 A.1 Rfrences 20 A.2 Structure des paquets pour les trames G.722.1. 20 A.3 Identificateurs et paramtres de capacit utiliss avec la Rec. UIT-T H.245. 22 Annexe B Implmentation en virgule flottante de la Rec. UIT-T G.722.1. 25 B.1 Introduction 25 B.2 Description algorithmique 25 B.

30、3 Code en langage C de lANSI. 25 Annexe C Mode 14 kHz aux dbits de 24, 32 et 48 kbit/s. 26 C.1 Introduction 26 C.2 Description algorithmique 26 C.3 Code en langage C de lANSI. 28 Rec. UIT-T G.722.1 (05/2005) 1 Recommandation UIT-T G.722.1 Codage faible complexit aux dbits de 24 et 32 kbit/s pour uti

31、lisation en mains-libres sur les systmes faible perte de trames11 Domaine dapplication La prsente Recommandation dcrit un algorithme de codeur numrique large bande, produisant une largeur de bande audiofrquence de 50 Hz 7 kHz et un dbit de 24 kbit/s ou 32 kbit/s. Lentre numrique du codeur peut tre r

32、eprsente en complment 2 de 14, 15 ou 16 bits, la frquence dchantillonnage de 16 kHz (le traitement est identique celui dcrit dans la Rec. UIT-T G.722). Les circuits dinterface analogiques et numriques lentre du codeur et la sortie du dcodeur devraient tre conformes aux spcifications de la Rec. UIT-T

33、 G.722. Lalgorithme se fonde sur la technologie des transformations modulation et chevauchement (MLT, modulated lapped transform) et sapplique des trames de 20 ms (320 chantillons) du signal audiofrquence. Comme la fentre de transformation (longueur de la fonction de base) correspond 640 chantillons

34、 et quun chevauchement de 50% (320 chantillons) est prvu entre les trames, la capacit effective du tampon permet une dure danticipation de 20 ms. Ainsi, le retard algorithmique total de 40 ms est gal la somme de la dure de trame et de la dure danticipation. Tous les autres retards sont lis la dure d

35、es calculs et des transmissions sur le rseau. La description de lalgorithme de codage de la prsente Recommandation se fonde sur des oprations mathmatiques exactitude binaire en virgule fixe. Le code C indiqu au paragraphe 5, qui fait partie intgrante de la prsente Recommandation, reflte cette approc

36、he descriptive exactitude binaire en virgule fixe et, en cas dirrgularit, il doit avoir la priorit sur les descriptions mathmatiques des paragraphes 3 et 4. Les descriptions mathmatiques du codeur (paragraphe 3) et du dcodeur (paragraphe 4) auraient pu tre appliques de plusieurs autres faons, mais l

37、e code C du paragraphe 5 a t choisi comme rfrence. Pour satisfaire la prsente Recommandation, toute implmentation doit donc produire les mmes rsultats que le code C du paragraphe 5, quel que soit le signal dentre. Afin dassurer latteinte de cet objectif, les implmentations doivent tre conformes aux

38、dtails des calculs, aux tables de constantes, ladaptation du squencement des variables et lutilisation indique par le code C du paragraphe 5. Il est toutefois reconnu que de nombreux lments de lalgorithme sont essentiels lexcution correcte des oprations exactitude binaire. Dans le cas de ces lments,

39、 les applications doivent reproduire les dtails des calculs, les tables de constantes, ladaptation du squencement des variables et lutilisation indique par le code C du paragraphe 5. Il est entendu que le code C est fourni titre de rfrence et quil na pas t optimis (du point de vue de la mmoire exige

40、, de la complexit, etc.) en fonction dune plate-forme dapplication spcifique. Il pourrait donc exiger une telle optimisation, selon les conditions particulires des implmentations. La prsente Recommandation spcifie un ensemble non exhaustif de signaux dessai, qui pourrait aider les concepteurs faire

41、en sorte que leurs implmentations de codeur et de dcodeur satisfassent la prsente Recommandation. En pratique, les acheteurs de matriel large bande ou de logiciel dimplmentation sattendront ce que ce matriel et ce logiciel soient conformes la prsente norme et quils permettent donc _ 1La prsente Reco

42、mmandation inclut un logiciel comprenant le code source du codeur et du dcodeur et un ensemble de vecteurs de test aux fins de dveloppement. 2 Rec. UIT-T G.722.1 (05/2005) linterfonctionnement. Les concepteurs pourront dcider doptimiser ou de modifier autrement le code C de rfrence. Ils devront alor

43、s veiller ce que leurs applications produisent la mme sortie que le code C du paragraphe 5, quelles que soient les entres. 2 Rfrences normatives La prsente Recommandation se rfre certaines dispositions des Recommandations UIT-T et textes suivants qui, de ce fait, en sont partie intgrante. Les versio

44、ns indiques taient en vigueur au moment de la publication de la prsente Recommandation. Toute Recommandation ou tout texte tant sujet rvision, les utilisateurs de la prsente Recommandation sont invits se reporter, si possible, aux versions les plus rcentes des rfrences normatives suivantes. La liste

45、 des Recommandations de lUIT-T en vigeur est rgulirement publie. La rfrence un document figurant dans la prsente Recommandation ne donne pas ce document, en tant que tel, le statut dune Recommandation. 1 Recommandation CCITT G.722 (1988), Codage audiofrquence 7 kHz un dbit infrieur ou gal 64 kbit/s.

46、 2 Recommandation UIT-T G.192 (1996), Interface parallle numrique commune pour la normalisation des signaux vocaux. 3 ISO/CEI 9899:1999, Langages de programmation C. 3 Codeur La Figure 1 prsente un schma de principe du codeur. Figure 1/G.722.1 Schma de principe du codeur Rec. UIT-T G.722.1 (05/2005)

47、 3 Toutes les 20 millisecondes, ce qui correspond 320 chantillons, les 640 derniers chantillons audiofrquence dans le domaine temporel sont dirigs vers un dispositif de transformation MLT ( modulation et chevauchement). Chaque transformation produit une trame de 320 coefficients MLT, et chaque trame de coefficients MLT est code indpendamment, cest-dire quil ne reste aucune information dtat lie la trame prcdente. Les bits affects chaque trame sont respect