LV010-G711简介
一、G711 简介
1. G711
G.711 是 ITU-T 制定的适用于语音频率范围的音频编码标准，它代表了对数 PCM（logarithmic pulse-code modulation）抽样标准，主要用于电话。它有以下特点：
- G.711 标准的音频 采样率 8K，单声道，编码的码率为 64kbps。
- G.711 编码后的数据为 8 位，因此， G.711 可以实现一半的数据压缩。
一般来说，对于一般的 G.711 编码库，算法默认的输入数据长度为 40ms， 即 320 个采样点， 640Byte， 输出数据长度为 320Byte， 实现 2 倍的音频数据压缩。如果是 16k 采样率，那么一帧就是 640 个采样点，需要进行降采样处理，使用 8k 采样率重采。
算法复杂度低，压缩比小（CD音质>400kbps），编解码延时最短（相对其它技术），但是占用的带宽较高。
2. A law 和 Mu law
G.711 标准有 A law 和 Mu law 两种不同的编解码算法。Alaw 与 Mu law 本质的区别是 Mu law 保留了原始信号中最高有效位中最高 5 位的精度，然后用对数关系将剩下的信息映射到编码的最后 3 位；而 Alaw 则保留了原始信号中最高有效位中最高 4 位的精度，然后用对数关系将剩下的信息映射到编码的最后 4 位。
2.1 A law
G.711 A law 主要用于欧洲， A law 可以表示的信号范围是 -4096 到 4096。 Alaw 每个样点的有效位数是 13 位（包含一个符号位），一般情况下，数据采样精度为 16 位。
2.2 Mu law
G.711 Mu law 用于 美国，可以表示的信号范围是-8159 和 8159。Mu law 每个样点的有效位数是 14，但是一般情况下，数据采样精度为 16 位。
二、G711 的内容
G711 的内容是将 14bit(uLaw)或者 13bit(aLaw)采样的 PCM 数据编码成 8bit 的数据流，播放的时候在将此 8bit 的数据还原成 14bit 或者 13bit 进行播放，不同于 MPEG 这种对于整体或者一段数据进行考虑再进行编解码的做法，G711 是波形编解码算法，就是一个 sample 对应一个编码，所以压缩比固定为：
- 8/14 = 57% (uLaw)
- 8/13 = 62% (aLaw)
简单理解，G.711 就是语音模拟信号的一种非线性量化， bitrate 是 64kbps。
三、相关计算
已知：采样率 16K，采样点为 640，位深为 16 位，采用 G711A 和 G711U 进行压缩，每个采样点使用 8 位（1 字节）, 压缩时重采样为 8k，压缩比特率为 64000，那么压缩后一帧字节？
帧时间长度 = 原始采样点数 / 原始采样 = 640 / 16,000 = 0.04秒 = 40毫秒
重采样后一帧采样点数 = 重采样率 × 帧时间长度 = 8000 × 0.04 = 320个采样点
方法一：基于采样点计算
压缩后一帧字节大小 = 采样点数 × 每个采样点字节数
= 320 × 1
= 320字节
方法二：基于比特率计算
压缩后一帧字节大小 = (比特率 × 帧时间长度) ÷ 8
= (64,000 × 0.04) ÷ 8
= 2,560 ÷ 8
= 320字节参考资料：