本文对 G.722.1 的解码器作以介绍，如有表述不当之处欢迎批评指正。欢迎任何形式的转载，但请务必注明出处。

目录

引言简介解码器1. 解码幅度包络2. 确定编码类型3. 解码 MLT 系数4. 噪声填充5. 欠缺的比特6. 丢帧补偿7. 逆 MLT 变换8. 总结

引言

上篇文章 《音频编解码之 G7221 编码器》介绍了 G.722.1 的编码器部分，这篇文章介绍其解码器部分。

简介

G.722.1 是一种基于变换域编码的算法采样率： 16000hz比特率： 24kbit/s 32kbit/s变换域： MLT(Modulated Lapped Transform)帧长： 20ms变换窗长： 40ms有效编码带宽： 50～7000hz

解码器

解码器先对每个区域的幅度包络进行解码，然后使用与编码器同样的方式产生 16 种不同的编码方法，再通过分类控制比特确定编码器所选用的编码方法，最后对 MLT 系数解码重建。

1. 解码幅度包络

接收到码流中的前 5 个比特表示第 0 个区域幅度包络的量化索引 rms_index(0)rms\_index(0)rms_index(0)，通过查表的方式解码出

diff_rms_index(r),1≤r<14diff\_rms\_index(r), 1\leq{r}<14diff_rms_index(r),1≤r<14

并通过以下方式得到其他区域幅度包络的量化索引

rms_index(r)=rms_index(r−1)+diff_rms_index(r),1≤r<14,1≤r<14rms\_index(r) = rms\_index(r-1) + diff\_rms\_index(r), 1\leq{r}<14, 1\leq{r}<14rms_index(r)=rms_index(r−1)+diff_rms_index(r),1≤r<14,1≤r<14

然后通过 rms_index(r)rms\_index(r)rms_index(r) 得到区域的幅度包络 rms(r)rms(r)rms(r)。

2. 确定编码类型

使用与编码器中相同的方法，生成 16 种不同的编码方法，并通过分类控制比特确定编码器所使用的编码方法。

3. 解码 MLT 系数

通过查表解码得到 vector_index(v)vector\_index(v)vector_index(v)，并通过下式得到 MLT 系数的量化索引

k(j)=⌊vector_index(v)(kmax+1)l⌋MOD(kmax+1)k(j)=\lfloor\frac{vector\_index(v)}{(kmax+1)^{l}}\rfloor MOD(kmax+1)k(j)=⌊(kmax+1)lvector_index(v)​⌋MOD(kmax+1)

其中 MODMODMOD 为取余操作

j=(v+1)vd−l−1j=(v+1)\bm{vd}-l-1j=(v+1)vd−l−1 0≤l≤vd−10\leq{l}\leq{\bm{vd}-1}0≤l≤vd−1 0≤v≤vpr−10\leq{v}\leq{\bm{vpr}-1}0≤v≤vpr−1

上面式子中所用到的变量可在编码器一文中找到对应的定义。为什么对 vector_indexvector\_indexvector_index 经过上面式子的运算就能得到 kkk 那，先回顾一下编码器一文中的式子

vector_index(v)=∑l=0vd−1k(v∗vd+l)(kmax+1)vd−(l+1)vector\_index(v)=\sum_{l=0}^{\bm{vd}-1}{k(v*\bm{vd}+l)(kmax+1)^{\bm{vd}-(l+1)}}vector_index(v)=l=0∑vd−1​k(v∗vd+l)(kmax+1)vd−(l+1)

这个式子是由 kkk 得到 vector_indexvector\_indexvector_index，正好与前一个式子相反。下面举个例子详细说明一下这两个互为“逆”的式子。

假设给区域 0 分配的类别值是 0，那么由编码器一文可知，该区域在编码阶段将包含 10 个矢量，每个矢量包含 2 个标量，以第 2 个矢量 [k(2),k(3)][k(2), k(3)][k(2),k(3)] 为例, 可知 v=1v=1v=1，vd=2\bm{vd}=2vd=2，kmax=13kmax=13kmax=13，带入上式可得

vector_index(1)=k(1∗2+0)∗(13+1)2−(0+1)+k(1∗2+1)∗(13+1)2−(1+1)vector\_index(1)=k(1*2+0)*(13+1)^{2-(0+1)}+k(1*2+1)*(13+1)^{2-(1+1)}vector_index(1)=k(1∗2+0)∗(13+1)2−(0+1)+k(1∗2+1)∗(13+1)2−(1+1)

化简之后可得

vector_index(1)=k(2)∗14+k(3)vector\_index(1)=k(2)*14+k(3)vector_index(1)=k(2)∗14+k(3)

现在知道了如何由 k(2)k(2)k(2) 和 k(3)k(3)k(3) 得到 vector_index(1)vector\_index(1)vector_index(1)，那么再通过之前的那个式子看如何由 vector_index(1)vector\_index(1)vector_index(1) 得到 k(2)k(2)k(2) 和 k(3)k(3)k(3)，

l=0⇒⌊vector_index(1)(13+1)0⌋MOD(13+1)=k(3)l=0 \rArr \lfloor\frac{vector\_index(1)}{(13+1)^{0}}\rfloor MOD(13+1)=k(3)l=0⇒⌊(13+1)0vector_index(1)​⌋MOD(13+1)=k(3)

l=1⇒⌊vector_index(1)(13+1)1⌋MOD(13+1)=k(2)l=1 \rArr \lfloor\frac{vector\_index(1)}{(13+1)^{1}}\rfloor MOD(13+1)=k(2)l=1⇒⌊(13+1)1vector_index(1)​⌋MOD(13+1)=k(2)

通过这个式子相信大家明白了 kkk 和 vector_indexvector\_indexvector_index 之间是如何互相计算得到的。计算出 MLT 系数的量化索引 k(j)k(j)k(j) 之后，将 k(j)k(j)k(j) 映射到表1 所对应的值，然后将该值与解码得到的幅度包络 rms(r)rms(r)rms(r) 相乘得到 MLT 系数幅度，并按照符号比特设置非零系数的符号。

表1 G.722.1 用来重建MLT系数的参数

4. 噪声填充

没有对类别为 7 的区域的 MLT 系数幅度进行编码，解码时将其用噪声代替。在编码类别为 5 和 6 的区域时，由于量化步长较大，因此也有许多系数被量化为了 0，解码时同样将其用噪声代替。这些噪声由于符号随机、幅度与 rms(r)rms(r)rms(r) 成比例的系数值代替。表2 规定了比例常数。

表2 G.722.1 噪声填充比例性常数

5. 欠缺的比特

编码时，可能编码器在完成最后一个非类别 7 区域的编码之前比特已经不够用了。这种情况下，解码器将该区域以及剩余的所有区域当成类别 7 作处理。

6. 丢帧补偿

解码器若获知当前帧丢失，则使用前一帧已解码的 MLT 系数。若前一帧也丢失，解码器将当前帧的 MLT 系数全部置为 0。

7. 逆 MLT 变换

将 MLT 系数转换到时域，这儿不具体介绍公式。

8. 总结

磕磕绊绊花了一天多的时间终于写完了，这其实是笔者 1 年前的工作了，有好多细节得重新回忆，可能还有好多地方理解地不对。笔者在刚开始学习 G.722.1 编解码器的时候有好多细节不懂，至今也是。比如生成 16 种编码方法的具体做法，以及为什么要那样做，其次就是 G.722.1 中有大量的表格，那些值是怎么得到的，其中某些值的含义又是什么。如果读者了解其中详情或是发现文章中有理解错误的地方，还请多多赐教！