Voice Over IP (IP Üzerinde Ses İletimi)

5. Kodlama Standartları

5.1. Ses Kodlama

5.1.1. Voice form coders
Bunlar analog sinyali saniyede 8000 örnekleme olarak kodlar ve bunun için lineer olmayan yaklaşımlar kullanir. PCM, ADPCM, A-law, M-law bunlara örnektir.

5.1.2. Vocoders
Bunlar çok az band genişliğinde çalışmakta ancak ses sentetik gelmektedir.
Bu sese alışmak için egitim gerekmektedir. Bu tür bir kodlama askeri uygulamalarda
kullanilir ve birçok uygulama half-duplex’ dir; LPC, channel, phase.

5.1.3. Hybrid coders
Analyses-by-synthesis coding’ in bir parçasıdır ve burada kullanılan kodlama teknikleri 4.8 kbps ile 16 kbps aralığında band kullanır. Bu teknik sürekli analiz yaparak, nasıl bir / ses dalgası bekledigini öğrenir. Bu nedenle 5 ms ötesine bakması gerekmektedir. Geri besleme döngüsü codebook’ un sürekli ögrenmesini sağlar; APC, CELP, SELP.

5.1.4. Ses sıkıstırma artı- eksileri
Sıkıştırma bandı ve bellegi daha etkin kullanmayı saglar dolayısı ile zaman ve maliyet kazancına neden olur. Sıkıstırma algoritmaları ses için optimize edilmiştir. Quantizasyon gecikmesi, tandem switching ve echo sıkıstırmasının neden olabilecegi problemlerdir.

5.2. Ses Sıkıştırma Teknikleri
IP Telefonu uygulamalarındaki en temel işlem sesin sıkıştırılmasıdır. Bu amaçla çeşitli teknik ve standartlar uygulanmaktadır. Bu sıkıştırma ve çözümleme işlemini yapan cihazlara genellikle Codec (Coder-Decoder) denilmektedir.

5.2.1 Wave form algoritmaları (coders)
Analog sinyali saniyede 8000 örnekleme alır, band kullanımını azaltmak için bir önceki sinyalin şimdiki sinyalle farkını alır. Band kullanımı ne kadar azaltılırsa, ses kalitesi o kadar etkilenir.
Önceki kodlama degerlerine bakarak sonraki degerleri tahmin etme ve buna göre kodlamaya dayanmaktadir. Adaptive kısmi saniyede gönderilmesi gereken bit miktarını düşünür. ADPCM izleyicisi 4-bitlik degerler üretir. Bu durumda 16 farklı deger tutabilir. CCITT’ nin ADPCM’ i bütün 16 biti gönderirken ANSI, ADPCM 15 farkli deger kullanır ve 0000’ i iletmez.

5.2.2. Source Algoritmaları
Bu tür kodlayıcılara vocoder denilir. Ses karakteristiginin avantajlarını kullanır. Lineer filtre ayarlamasi ile band kullanımını azaltır. Codebook excitation index ile tekrarlanan bilgiler kodlanır.
CELP (Code Exited Linear Processing ) analog ses sinyalini aşagıdaki gibi çevirir.
—Coder’ a gelen bilgi 8-bit PCM’ den 16 bit linear PCM’e çevrilir.
—Bir codebook sürekli ögrenmek için bir codebook kullanir ve ses dalgası formunu tahmin eder.
—Oder, beyan ses üretici ile harekete geçer.
—Matematiksel sonuç ses karşı taraftaki decorder’ a gönderilir; LD-CELP (low-delay).
—Bu da CELP gibi çalışır ancak bazı farkları vardır.
—LD-CELP daha küçük bir codebook kullanir ve 16 kbps hızında çalışarak gecikmeyi 2-5 ms arasinda tutar ( çok ileriye bakmaz).
—8 kHz girişte, her beş örnek için 10-bit’lik bir kod üretilir.
—Bu üretilen kodlarda 4 tanesine subframe denilir ve kodlaması yaklaşık 2.5 ms tutar.
—Bu frame’ lerin iki adeti 5 ms’ lik bloklar şeklinde gönderilir.
— CS-CELP (Conjugate Structure), CELP’ in bir varyasyonunu alır ve aşagıdakı gibi çalışır. 80-byte frame’leri buffer’lar ve işler (bu yaklaşık 10 ms tutar). 5 ms ayrica ileriye bakması için tutar. Gürültü azaltımı ve pitch-sentezi ayrıca bir işlem zamanı ekler.

5.2.3. G729 ve G729'a sıkıştırma
G729 ITU tarafindan belirlenmiş ve CS-CELP teknigini kullanan ve cisco tarafindan desteklenen sesi kalitesi bozulmadan 8-kbps paketlere dönüştüren bir standarttır. Dogru olarak gerçekleştirildiginde, 8 kbps G729 teknigi 32 kbps ADPCM kadar iyi bir kalite verebilmektedir. Bu nedenle bir DSP çipinde bir ses kanalı taşınabilmektedir. G729a ise G729’ un kardeşidir ve 8 kbps sıkıştırma kullanır, ancak G729 kadar iyi ses kalitesi yoktur. Daha az karmaşık oldugu için, bir DSP çip üzerinde iki kanal kullanılabilir.

5.3. Kodlama Standartları

G.711 PCM: Günümüz PSTN sistemlerinde standart olarak kullanılan 64 Kbit PCM ses kodlama tekniği ile ilgili ITU standardıdır.
G.723.1: 5.3 kbit ve 6.3 kbit olmak üzere çift hızlı ses codec standardıdır. (ITU 96a)
G.726-ADPCM: Adaptive Differatial PCM. 32 Kbit'lik bir kodlamadır.
G.728- CELP: Sesin Code Excited Linear Prediction yöntemi ile 16 kbitte kodlanması metodudur.
G.729-CS-ACELP: Bu standart CS-ACELP (Conjugate Structure-Algebraic Code Excite Linear-Prediction) sıkıştırma tekniğini açıklamaktadır. Bu teknikte ses 8 Kbit'e kadar sıkıştırılmaktadır. Bu standardın iki varyasyonu vardır.(G.729 ve G.729 Annex A) Bu iki standart matematiksel karmaşıklıkta farklılık göstermektedir. Temel olarak ikisi de 32-kbit ADPCM'e benzer ses kalitesi vermektedir.
GSM (13 kbps)
IS–54 (7.95 kbps)
IS–95 (9.6 kbps)
PDC (6.7 kbps)

Ad: voice5.PNG
Gösterim: 780
Boyut: 10.9 KB

MsXLabs Üye Girişi