Voice Coding, Speech Coding   음성 부호화, 음성 코딩, 음성 압축, 음성 코덱

(2020-12-09)

1. 음성 부호화 (Speech Coding,Voice Coding)

  ㅇ 주로, 전화 음성통신을 위해, 음성정보를 가능한 낮은 속도전송할 수 있게 함


2. 음성부호화 구분/특징협대역 음성부호화 (Narrowband/Telephone Speech Coding)
     - 전통적인 PSTN 에서는, G.711(PCM)
        . 300~3,400 Hz음성주파수에 대해 전통적으로 단일의 코덱 표준 G.711(PCM) 을 사용
     - 장거리 국제전화는,  G.726(ADPCM)
     - VoIP패킷망은,  G.711, G.723.1, G.729a 등
     - 이동통신은,  G.728 등

  ㅇ 광대역 음성부호화 (Widband Speech Coding)
     - 협대역 보다 넓은 50~7,000 Hz 대역음성주파수를 대상
        . 현재의 전화망(PSTN) 대역폭협대역인 300~3400 Hz에 비해,
        . 50~7000 Hz광대역 신호를 대상으로 압축/복원하는 음성부호화 기술을 말함
     - 협대역 신호에 비해,
        . 자연성 높아짐 : 50~300 Hz (저주파영역)
        . 명료성 증가   : 3400~7000 Hz (고주파영역)

  ※ 한편, 광대역 오디오 코딩에 대해서는 ☞ 오디오 부호화 참조


3. 음성 및 오디오 부호화시 주요 파라미터의 개략적인 값 例

  ※ [범례 : ① 대역폭(Hz) ② 샘플링주파수(kHz) ③ 양자화비트비트율(kbps)]
                                              
  ㅇ 전화 음성 통신  :  ① 300~3400   ② 8 kHz    ③ 12, 13     ④ 64, 96, 104 kbps
  ㅇ FM 라디오방송   :  ① 50~7000    ② 16 kHz   ③ 12, 13     ④ 224, 240 kbps
  ㅇ TV 스테레오     :  ① 30~15000   ② 32 kHz   ③ 16         ④ 512 kbps
  ㅇ audio CD Player :  ① 20~20000   ② 44.1 kHz ③ 16         ④ 706 kbps
  ㅇ 전문가 오디오   :  ① 10~22000   ② 48 kHz   ③ 20,24 이상 ④ 1152 kbps


4. 음성 부호화 방식 구분파형 부호화 (Waveform Coding, 파형코덱) 
     - 음성신호의 모양 즉, 파형을 기반으로 하는 압축방식 (16 kbps 이상)
        . 무 압축 : PCM (G.711)
        . 신호 상관성을 이용한 일부 압축 : DPCM, DM, ADPCM (G.726) 등

  ㅇ 파원 부호화 (보코딩, Vocoding, 소스코덱)
     - 음성신호 발성모델을 이용 
        . 송신부 : 특정 파라미터 만을 전송하고,
        . 수신부 : 이들 파리미터에 의해 얼마나 비슷한 소리로 복원시키는 것에 초점을 둔 코딩방식
     - 종별 : LPC, MP-MLQ, AMR 등

  ㅇ 혼합 부호화
     - 위 두 방식의 장점을 결합 (4.8~16 kbps)
        . 종별 : CELP, SBC(Sub-band Coding,대역분할부호화), APC, ATC, RELP, MPLPC


5. 음성 부호화의 표준ITU-T 관련 표준  (ITU-T에서 음성부호화 표준을 주도하고 있는 편임)
 
  ※ [범례 :      ① 음성코딩   ② 비트율   ③ MOS(Mean Opinion Score)  ④ 사용예

  ㅇ G.711PCM64 kbps           ③ 4.1            ④ PSTNG.721/G.726ADPCM        ② 32 kbps           ③ 3.85           ④ PSTNG.723/723.1  ① MP-MLQ/ACELP ② 6.3 또는 5.3 kbps ③ 3.9 또는 3.65  ④ VoIPG.728LD-CELP      ② 16 kbps           ③ 3.61           ④ 이동전화G.729/729a   ① CS-ACELP     ②  8 kbps           ③ 3.92           ④ VoIP

  ※ 한편, 방송,음향기기 등에서는 Dolby AC-3, MPEG-2 AAC 등이 주로 사용됨



Copyrightⓒ   차재복 (Cha Jae Bok)    " 정보통신 및 과학기술 지식을 간결하게 정리,체계화시키고 있습니다. "