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. |
G.723.1 | MP-MLQ | 6.3 Kbps | 3.9 | 이동통신, H.324 등 영상회의 단말 |
ACELP | 5.3 Kbps | 3.65 |
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