前言

G.711是一种窄带音频编解码器，最初设计用于电话，可提供 64 kbit/s 的长途质量音频。它是音频编码的ITU-T标准（推荐），名为语音脉冲编码调制 (PCM)，于 1972 年发布并使用。

G.711 传递300–3400 Hz频段的音频信号，并以8000 Hz 的速率对其进行采样，该速率的容差为百万分之50 (ppm)。

它使用两种不同的对数压扩算法之一：μ-law（主要在北美和日本使用）和A-law（在北美以外的大多数其他国家/地区使用）。每个压扩样本被量化为 8 位，从而产生 64 kbit/s 的比特率。
[1] Wikipedia

压缩原理

G711按采样点进行压缩，舍弃低位，高位分段，将16bit的一个采样点数据压缩为8bit，所以压缩比固定为 8/16 = 50%。G.711a对高13位进行压缩，主要运用于欧洲和世界其他地区；G.711u对高14位进行压缩，主要运用于北美和日本

G.711a编码

  1. 取符号位并取反得到 $\overline s$
  2. 获取强度位 eee
  3. 获取高位样本位 wxyz
  4. 组合为 $\overline {s} eeewxyz$
  5. 将偶数位取反（减少连续的0或1，降低传输误码率）
input sample encode decode
s0000000wxyza $\overline {s} 000wxyz$ s0000000wxyz1
s0000001wxyza $\overline {s} 001wxyz$ s0000001wxyz1
s000001wxyzab $\overline {s} 010wxyz$ s000001wxyz10
s00001wxyzabb $\overline {s} 011wxyz$ s00001wxyz100
s0001wxyzabbb $\overline {s} 100wxyz$ s0001wxyz1000
s001wxyzabbbb $\overline {s} 101wxyz$ s001wxyz10000
s01wxyzabbbbb $\overline {s} 110wxyz$ s01wxyz100000
s1wxyzabbbbbb $\overline {s} 111wxyz$ s1wxyz1000000

例子：
输入pcm = 1234 (二进制为0000 0100 1101 0010 –> 转换格式 0 00001 0011 010010)

  1. 取符号位s=0
  2. 强度位eee=011
  3. 高样本位wxyz=0011
  4. 组合为 $\overline {s}eeewxyz$ = 10110011
  5. 偶数位取反11100110 (16进制0xE6)

G.711u编码

  1. 取符号位 s
  2. 获取强度位 eee
  3. 获取高位样本位 wxyz
  4. 组合为 seeewxyz
  5. 取反
input sample encode decode
s00000001wxyzb $\overline {s000wxyz}$ s00000001wxyz1
s0000001wxyzbb $\overline {s001wxyz}$ s0000001wxyz10
s000001wxyzbbb $\overline {s010wxyz}$ s000001wxyz100
s00001wxyzbbbb $\overline {s011wxyz}$ s00001wxyz1000
s0001wxyzbbbbb $\overline {s100wxyz}$ s0001wxyz10000
s001wxyzbbbbbb $\overline {s101wxyz}$ s001wxyz100000
s01wxyzbbbbbbb $\overline {s110wxyz}$ s01wxyz1000000
s1wxyzbbbbbbbb $\overline {s111wxyz}$ s1wxyz10000000

例子：
输入pcm = 1234 (二进制为0000 0100 1101 0010 –> 转换格式 0 00001 0011 010010)

  1. 取符号位s=0
  2. 强度位eee=011
  3. 高样本位wxyz=0011
  4. 组合为seeewxyz = 00110011
  5. 偶数位取反11001100 (16进制0xCC)

代码实现

https://github.com/helianchichi/g711