最近看语音编码，发现网上大都只给出了G711的代码，确没有介绍原理，尽管很简单，但直接看代码也是有点摸不着。下面找到了原理进行简要的叙述，并给出了在网上找到的代码。

1.介绍：

G.711

也称为PCM（脉冲编码调制），是国际电信联盟订定出来的一套语音压缩标准，主要用于电话。它主要用脉冲编码调制对音频采样，采样率为8k每秒。它利用一个
64Kbps 未压缩通道传输语音讯号。起压缩率为1：2，即把16位数据压缩成8位。G.711是主流的波形声音编解码器。

G.711 标准下主要有两种压缩算法。一种是μ-law algorithm （又称often u-law, ulaw, mu-law），主要运用于北美和日本；另一种是A-law algorithm，主要运用于欧洲和世界其他地区。其中，后者是特别设计用来方便计算机处理的。这两种算法都使用一个采样率为8kHz的输入来创建64Kbps的数字输出。G.711采用一种称为分组丢失隐藏(PLC)的技术来减少丢包带来的实际影响。有效的信号带宽在静默期间通过语音活动检测(VAD)这一过程被减小。

2.原理概述：

G.711编码方式将14bits（采用16bits采样与存储）的PCM信号编码成8bits的样本进行传输。

原理：取影响较为重要的位编码成8位（保留重要位），比如下面的数据，前N较具有影响力，（以下2组数据，N=5）

0000 0001 1111 1111 (511)

0000 0001 1111 0000 (496)

0001 1111 1111 1111 (8191)

0001 1111 0000 0000 (7936)

3.alaw编码规则：

取影响最大的5位（1位为强度位，4位样本位），sign为样本的符号位，同时编码后的数据逢偶数为取补数。即^0xD5。编码表如下，s位符号位正数时s=1。

比如pcm=3210（0000 1100 1000 1010）₂

1. int sign = pcm & 0x8000) >> 8;

S=1;

2. 取强度位

0  0001 10010001010

Xs = 100

3. 取高位样本

0  0001 10010001010

wxyz = 1001

4. 結合以上数字

s  xxx wxyz

1   100  1001

5. 逢偶位数取补数

1  1001001

1  0011100

4.ULaw编码规则：

1.取得范围值，得到8-bit基本值

2.取得间隔数值size。如图所示：

3.取得區間基本值rb(ex2015)

4.算出與區間基本值rb的距離d      d = rb - sample

5.依據間距大小size，算出平移量s = d / size

6.與8-bit基本值相加output = b + s

範例 ： 2345  => 0x9D

1.取得範圍值

range => 4063~2015

1-1.得到8-bit基本值

b = 0x90

2.取得間隔數值

size = 128

3.取得區間基本值

rb = 4063

4.算出與區間基本值rb的距離d

d = rb – sample = 4063 – 2345 = 1718

5.依據間距大小size，算出平移量

s = d / size = 1718 / 128 = 13.42…  => 13

6.與8-bit基本值相加

output = b + s = 0x90 + 13 = 9D

5.代码

//编码
int CG711Decoder::G711_EnCode(unsigned char* pCodecBits, const char* pBuffer, int nBufferSize)
{
    short* buffer = (short*)pBuffer;
    for(int i=0; i<nBufferSize/2; i++)
    {
        pCodecBits[i] = encode(buffer[i]);
    }  

    return nBufferSize/2;
}   

//解码
int CG711Decoder::G711_Decode(char* pRawData, const unsigned char* pBuffer, int nBufferSize)
{
    short *out_data = (short*)pRawData;
    for(int i=0; i<nBufferSize; i++)
    {
        out_data[i] = decode(pBuffer[i]);
    }  

    return nBufferSize*2;
}  

#define MAX (32635)
unsigned char CG711Decoder::encode(short pcm)
{
    int sign = (pcm & 0x8000) >> 8;
    if (sign != 0)
        pcm = -pcm;  	//最高位，符号位
    if (pcm > MAX) pcm = MAX;  //max=32635
    int exponent = 7;
    int expMask;
    for (expMask = 0x4000; (pcm & expMask) == 0  ///bit14->14-7，找到高字节中第一个不为0的位
        && exponent>0; exponent--, expMask >>= 1) { }
    int mantissa = (pcm >> ((exponent == 0) ? 4 : (exponent + 3))) & 0x0f;
    unsigned char alaw = (unsigned char)(sign | exponent << 4 | mantissa);
    return (unsigned char)(alaw^0xD5);  //11010101
}
short CG711Decoder::decode(unsigned char alaw)
{
    alaw ^= 0xD5;
    int sign = alaw & 0x80;
    int exponent = (alaw & 0x70) >> 4;
    int data = alaw & 0x0f;
    data <<= 4;
    data += 8;
    if (exponent != 0)
        data += 0x100;
    if (exponent > 1)
        data <<= (exponent - 1);  

    return (short)(sign == 0 ? data : -data);
}  

参考：

lhttp://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-G.711-198811-I!!PDF-E&type=items

lITU-TG.711 pdf

lhttp://en.wikipedia.org/wiki/G.711

lWikipedia: G.711 & A-law

lhttp://en.wikipedia.org/wiki/Mu-law

lWikipedia: Mu-law

lhttp://72.14.235.104/search?q=cache:CIgTx4nuxeQJ:telecom.tbi.net/pcm1.html+mu-law+Comparison+with+A-law&hl=zh-TW&ct=clnk&cd=5&gl=tw

详细PPT下载（分享自网络）：

http://download.csdn.net/detail/guo8113/8587203