音頻編碼技術篇

互聯(lián)網(wǎng)傳送高保真語音數(shù)據(jù)面臨的核心挑戰(zhàn)來自于三個方面:

1、 網(wǎng)絡的時延、丟包、抖動、帶寬變化,如何保證穩(wěn)定的通話時延及質量

2、 低復雜度、低損傷、低帶寬占用訴求下的高清語音編解碼及增強技術

3、 多平臺兼容性,提供無差別通話體驗

針對這些互聯(lián)網(wǎng)語音通信的關鍵問題,”家家聊”采用華為2012實驗室提供的HME(Huawei Media Engine)核心模塊;其完整的高音質,低帶寬HD-VOICE音頻編碼技術,為用戶帶來身臨其境的高保真語音通信服務。”家家聊”的音頻編碼技術具備以下獨特優(yōu)勢:

l 采用業(yè)界最優(yōu)的VOIP語音編解碼器OPUS

OPUS編碼器頻譜可根據(jù)網(wǎng)絡寬帶自適應,同時在相同帶寬下提供的音質好,延時小,而特有的FEC功能具有強大的抗丟包能力;考慮到通話環(huán)境,設備差異等因素,互聯(lián)網(wǎng)語音通信極容易產生噪聲,回聲,音量太小或太大,削波等問題,嚴重影響用戶通話體驗;而HME模塊憑借華為在無線通信領域10多年的積累,提供業(yè)界領先的ANR/ALC/AEC/ACLP算法,其回聲抵消指標業(yè)界領先,讓你隨時隨地暢打無憂。不同音頻編碼算法的音質測試對比請參考圖2:

圖2:編碼算法的音質對比測試

l 動態(tài)抖動緩存技術(AJB+TSM)

HME TSM技術在調整語音緩存深度時,通過時域伸縮技術,只改變語速,而不改變語音的音質、基音等其它特性;通過時域拉伸壓縮技術(TSM)實現(xiàn)對緩存深度的平滑動態(tài)調整,在AB主觀測試中,86%的測試用戶反饋語音質量明顯提升。

HME AJB技術實時跟蹤網(wǎng)絡抖動,動態(tài)調整緩存深度,保障最佳語音質量及通話時延,無線網(wǎng)絡典型場景平均時延降低150ms以上。

圖3語音編碼技術對比

網(wǎng)絡自適應技術篇

相對于TDM(時分復用)網(wǎng)絡, IP分組網(wǎng)絡的丟包與時延更惡劣。當網(wǎng)絡質量劣化,若不能自動調節(jié)音視頻編碼的碼率,將會導致高丟包與時延變大,嚴重影響端到端通信的主觀體驗。華為”家家聊”的HME引擎采用專用的NetATE網(wǎng)絡自適應技術,可根據(jù)網(wǎng)絡狀態(tài)(丟包率、丟包分布、時延),快速改變編碼速率、打包時長、冗余深度適應網(wǎng)絡狀態(tài),保證語音與視頻通信的質量。NetATE具備如下特點:

a) 可適配多種變速率編解碼

b) 網(wǎng)絡模型分析(帶寬競爭與帶寬受限)

c) 用戶可控帶寬上下限

d) 快速調整響應

綜合測試表明,即使網(wǎng)絡丟包達到10%的情況下,華為媒體引擎(HME)的NetATE網(wǎng)絡自適應、ARS自適應碼率選擇、SEC等超強糾錯技術也能夠保障,音、視頻通話清晰流暢。

小結

與市面上現(xiàn)有的視頻通信軟件,諸如Skype和QQ HD等相比,”家家聊”在相同碼率下的視音頻編碼主觀質量有明顯優(yōu)勢,更能輕松實現(xiàn)720P及1080P分辨率的高清視頻編碼;更為重要的是,”家家聊”高清版針對國內家庭寬帶網(wǎng)速進行智能適配,達到視頻質量和流暢度的均衡及綜合體驗最佳;結合 “悅盒”的全遙控器操作方式、以易用性為核心的UI/UX設計,必將TV大屏上的、全面領先的視音頻通信體驗帶入千家萬戶。

隨著HME視頻編碼技術向HEVC/H.265平滑演進以及國內運營商光纖網(wǎng)絡提速步伐的加快,不久的將來,”家家聊”高清版將為中國的家庭用戶帶來全高清1080P,甚至是革命性的4K超高清視頻通信體驗。

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