G.729
Resumo
Para a transmissão de voz nos sistemas de telecomunicações atuais é necessário codificá-la usando um codec. Este artigo tem como objetivo fazer uma análise do codec de áudio G.729, fazendo algumas comparações com outros codecs e expondo as suas aplicações na codificação de voz em aplicações VoIP e entre centrais de operadoras telefônicas.
Introdução
Mesmo com o avanço das telecomunicações ainda há uma limitação na taxa de transmissão em alguns tipos de aplicações. Um dos principais casos são as aplicações multimídia em tempo real, como audioconferência, videoconferência e ligações telefônicas através da internet. Nessas aplicações a perda da qualidade da informação é tolerável, mas o atraso no envio dessas informações não. Nesse contexto a codificação da imagem ou som é muito importante, pois ela é que vai definir a taxa de transmissão necessária. Essa taxa também é chamada de bit rate. Neste artigo será apresenta um breve comentário sobre a tecnologia utilizada no processo de digitalização da voz utilizando o codec G.729 e a sua relação entre qualidade de voz e banda necessária.
Codec é um hardware ou um software que codifica e decodifica sinais. Essa palavra é uma combinação de codificador/decodificador. O codec implementa um algoritmo de compressão de sinais sendo responsável por transformar a um sinal analógico em uma seqüência de bits.A codificação é feita fazendo amostragens periódicas no sinal, no caso do codec G.729, sinais de voz.O sinal codificado é um sinal digital.
O codec G.729 foi desenvolvido pela empresa Sipro e padronizado em 1996 pela recomendação da ITU-T. Para utilização desse codec é necessário o pagamento de licença/royalties.Há um consorcio de entidades que para fomentar o uso desse padrão.Esse grupo é formado por France Telecom, Mitsubishi Electric Corporation, Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT), Toshiba Corporation, Université de Sherbrooke.Ele era usado a principio para codificar a voz em redes frame relay .
Funcionamento do CODEC
Na digitalização da voz, o codec é responsavel por fazer o tratamento das amostras PCM(modulação por codigo de pulso) para comprimi-las para a transmissão.Essa codificação geralmente é feita aplicando uma função matematica sobre os inal amostrado.Existem basicamente tres tipos de codificação
Codificação de onda
Este tipo de codec mapeia o sinal original no domínio tempo usando os bits do sinal digital , que são representações do sinal ja amostrado e quantizado. Geralmente esses tipos de codec geram bit rates altos, mas contrapartida, obtém os melhores índices de qualidade de voz(MOS ou CMOS).Exemplos de codec deste tipo são PCM e ADPCM.
Codificação de fonte
A codificação é feita por análise pequenos grupos de amostra PCM. Geralmente um frame dessa familia tem entre 10 e 20 ms de duração, e contém entre 80 e 160 amostras PCM.Estes tipos de codec tem um bit rate muito pequeno, na ordem de 1 a 3 kbps e baixa qualidade de voz (MOS CMOS).São usado em situações onde a qualidade na voz não é importante, somente a inteligibilidade é necessária. Geralmente é utlizado em aplicações militares.
Codificação híbrida
A codificação hibrida é usada combinando aspectos da codificação de onda e de fonte. Os codec deste tipo usam um modelo de predição não linear.Um exemplo de codec de codificação hibrida é o G.729
Funcionamento do codec G.729
O codec G.729 usa um filtro de entrada para o sinal analógico conforme recomendação G.712 do ITU-T. Ele faz 8000 amostras por segundo e codifica os sinais de áudio em quadros de 10 ms cada, com um atraso de 15 ms, com um bit rate de 8 kbps.O codec G.729 utiliza o algoritmo de codificação CS-ACELP.O algoritmo CS-ACELP ( predição linear por excitação com código algébrico) é baseado num modelo de predição linear. Esse modelo considera o sinal de voz como um sinal quase-estacionário, se considerar um espaço de tempo de 10 ou 20 ms no processo de amostragem. O sinal de entrada é comparado com um dicionário, existe dois dicionários, um de comteudo fixo e outro de conteudo adaptivo.A busca por melhor excitação segue o modelo de analise por sintese, em que pequenos trechos do sinal são sintetizados e comparados com um sinal alvo. O codec G.729 trabalha com amostras de 10 ms do sinal. Isso gera 80 amostras do sinal por segundo.Esse modelo obtem os parametros de cada amostra. E 5 ms depois depois são obtidos os ganhos e os indices dos dicionarios que vão alterar a amostra. O ganho e o indice são enviados ao codificador que estra com a amostra conforme mostra a figura abaixo: Arquivo:Algoritmo CS-ACELP.JPG
No estudo da transmissão de voz há uma medida chamada Mean Opinion Score (MOS).Essa medida de qualidade de voz é feita de forma subjetiva, pois pessoas julgam a qualidade da transmissão da voz ao conversarem ou ao ouvirem amostras de voz. Após estes testes, os sujeitos irão qualificar a qualidade da voz de acordo com a seguinte escala:
MOS Qualidade
5 Excelente
4 Bom
3 Razoável
2 Pobre
1 Mau
Se quiser inserir fórmulas, use a seguinte linha como base:
Descreva o funcionamento do CODEC/VOCODER.
Subtópico
Bla, Bla, Bla, Bla
Subtópico
Bla, Bla, Bla. Bla2
Comparação com outros CODECs
Cite algumas vantagens e desvantagens do CODEC.
Aplicações
Exemplifique algumas aplicações nas quais ele é usado.
Referências
- Cite as referencias precedidas pelo (#)
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