G.729性能特点

        G.729  是8khit/s的LPAS声码器，线性预测采用前馈型前向自适应技术，并使用予视提高合成模型的精度。预测器系数根据当前   帧和部分下一帧话音数据进行更新，因此算法时延相对 G. 728 较长。其帧长取为!Oms, 由2个子帧组成，予视5ms, 加上处理时间和传输时间，设计的单向系统时延为35ms。由于采用的是前馈型自适应技术，因此除了传送激励信号（包括波形和增益）外，还需传送预测器系数。为『降低比特率，线性预测系数、激励信号波形、激励增益都采  用矢星屈化，并利用了多级量化和分割量化技术。激励信号码本则   采用高效的共辄结构代数码本，因此G.729编码称为CS-ACELP。

        ITU-T制订G.729标准的主要应用目标是第一代数字蜂窝系统，因为日美系统均为8kbit/s左右，GSM系统为13khit/s。同时还想在已有的64、32、16khit/s标准基础上增加一个8kbit/s比特率编码，以构成4个完整的标准系列。由于要应用于移动系统，因此复杂度比G.728低，为中等复杂度算法，但是所需RAM容量比G.728多一半，原因是帧长时间加大了。

        为f进一步降低复杂度，G.729标准又制订了一个附件A,称之为G.729A,它的复杂度较G.729降低一半，主要原因是激励码本的搜索进一步简化，同时后置滤波器也有简化。其代价是在某些操作  条件下性能稍有下降。G.729A的设计应用是话音数据同传数字系统(DSVD---Digital Simultaneous Voice Data团），由于内含的V.34Modem已有较大时延，因此要求话音编码的复杂度不能太高。

        G.729A与G.729比特流兼容，即DSVD编码器分析所得的信号可由G.729解码器重建，反之亦然。G.729A标准在IP网络电话中得到了广泛应用。另外，最近的G.729附件还包含了静音抑制处理。

　　话音质量是一个比较复杂的性能，也难以用精确的标准来衡量。表4.1从与G.726比较的角度给出了G.729的话音质量指标。

G.729编码器

        G.729编码器如图4.9所示。模拟话音信号经话带滤波器后，按8kHz频率抽样并转换成16bit线性PCM信号，这就是图中编码器的输人话音信号。该信号首先经预处理器，完成 2 个功能。一是信号定标，就是将信号幅度减半，以减小DSP定点实现时的数据上溢概率。二是高通滤波，阻止不希望的低频分矶，采用2阶极／零点滤波器，截止频率为l40Hz。

        根据预处理后的输入信号进行线性预测分析，得到线性预测系数，即线性预测编码(LPC)信息，利用该系数即可构造合成滤波器。激励信号经合成滤波器后生成重构信号，与输入信号相减后得残差   信号。该残差信号经误差加权滤波器处理，根据听觉感受改变频谱，  反馈回控制回路，根据使加权残差均方差最小的原则确定激励信号   及其增益。误差加权滤波器也是根据预测分析所得的LPC 信息构造的。

　　基音分析模块通过自相关分析推得基音周期，据此信息搜索自 适应码本，确定最佳自适应码本矢量。然后再搜索固定码本，根据最小化加权均方差(MSE)的准则确定最佳固定码本矢量。最后再确定二个码本矢量的增益。

　　上述过程确定的线性预测编码信息（线谱频率）、自适应码本矢量、固定码本矢量和矢量增益构成完整的G.729声码器编码参数。所有这些参数均以码本索引的形式发往接收端。

下面简要说明主要模块的功能原理。

1.线性预测分析和量化

　　短时相关分析采用IO 阶线性预测(LP)滤波器。LP分析每帧(lOms)进行1次，采用不对称窗口，计算窗口内话音信号自相关系数，然后用杜宾递推算法求得LP 系数。该系数再变换为线谱对(LSP)频域参数，供量化和子帧内插，内插求得的LSP参数再转换为LP滤波器系数，用以建立每个子帧的合成滤波器和误差加权滤波器，分析采用5ms予视，因此要用到当前帧80 个抽样信号和下一帧40个抽样信号。

        分析求得LP系数后，根据式(4.11)和(4.12)式转换成线谱对，式中取N=10。如前述，P(z)和Q(z)的根都在单位圆上，让其实部和虚部分别为：