2006년 7월 7일 금요일

음성 부호화 기술

음성 부호화 기술

가. 개요

  • 사람의 음성 주파수는 70~7000Hz의 대역을 가지지만, 요해도를 해치지 않는 300~3400Hz를 음성대역으로하고, 보호대역 감안하여 8KHz로 표본화함.
  • 음성신호를 디지털 신호로 부호화하는 방법에는 파형 부호화, 음원 부호화, 혼합부호화 방식이 있으며,
  • 주요 기술은 PCM, ADPCM, SB-ADPCM, LD-CELP, CS-ACELP등이 있음.

나. PCM (G.711)

  • G.711은 64Kbps PCM 기술을 이용한 음성부호화 방식의 표준이며, 1972년 ITU-T에 의해 권고됨.
  • 파형 부호화 방식의 하나로, 아날로그 음성신호를 표본화, 양자화, 부호화하여 디지털로
    전송하고, 수신측에서 복호화함으로써 아날로그 음성신호를 재생시키는 방식임.
  • 양자화 잡음을 줄이기 위해 양자화 전에 압축하고, 복호화 후 신장하는 비선형 양자화
    기법을 사용하는데, 북미 μ-Law 방식과 유럽 A-Law 방식이 있음.

다. ADPCM (G.721)

  • G.721은 32Kbps ADPCM 기술을 이용한 음성부호화 및 압축방식의 표준이며, 1984년 ITU-T에 의해 권고됨.
  • ADPCM은 음성신호의 시간 상관성이 큰 특성을 이용하여 입력신호와 예측 값과의 차이를 4비트 양자화 함으로써 전송 비트율을 감소시킴.
  • 적응 양자화기, 적응 예측기를 사용하여 PCM과 거의 동등한 음질을 얻음.

라. SB- ADPCM (G.722)

  • Sub-Band ADPCM은 고품질의 현장감있는 음성통신을 위해 50Hz~7KHz 광대역을 64Kbps 이하의 고품질로 부호화하는 기술로서 1986년 ITU-T에 의해 G.722로 권고됨.
  • 디지털 필터에 의해 저역(0~4 KHz)과 고역 (4~8kHz)으로 분할하여 처리 (ADPCM)한 후 다중화시켜 전송 (64kbps로) 함.
  • 음성 회의를 보완하는 멀티미디어 통신회의에 응용함.

마. LD-CELP (G.728)

  • G.728은, 저속의 이동 통신을 위해 16Kbps로 부호화하면서도 G.721과 동등이상의 음질을 얻을 수 있다.
  • LD-CELP (Low Delay - Code Excited Linear Prediction) 기술을 이용한 음성 부호화의 표준이며, 1992년 ITU-T에 의해 권고 됨.
  • 인간의 청각 특성을 고려, 음성신호의 5샘플을 1 프레임으로 하는 10바이트만 전송함으로써 부호화 지연 2ms내에서 높은 음질을 구현함 (벡터 단위처리)

바. CS-ACELP (G.729)

  • Conjugate Structure - Algebraic Code Excited Linear Prediction
  • 8kbps 로 G.721 보다 음질이 좋음.

사. (G.723.1) MP-MLQ (Multi Pulse - Mucti Level Quantization)

  • 6.3 Kbps로 G.721 보다 음질이 좋음.
  • 5.3 Kbps ACELP 방식도 있으나 음질은 떨어짐.

아. 상호 비교

표준

압축방식

속도

MOS

응용

G.711

PCM

64 Kbps

4.1

전화국간 디지털 전송

G.721

ADPCM

32 Kbps

3.85

가정 또는 기업의 CODEC

G.722

SB-ADPCM

64 Kbps

(오디오신호)

멀티미디어 음성회의. AM 방송 품질

G.728

LD-CELP

16 Kbps

3.61

디지털 이동통신, ISDN, FR망 음성용

G.729

CS-ACELP

8 Kbps

3.92

H.323, H.320 영상회의 단말.
이동통신, FR망 음성용

G.723.1

MP-MLQ

6.3 Kbps

3.9

이동통신, H.324 등 영상회의 단말
VOIP 포럼 추천

ACELP

5.3 Kbps

3.65

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