Audio Coding

Adaptive Multi-Rate (AMR или AMR-NB) аудио кодек является запатентованной технологией аудио сжатия, оптимизированной для кодирования речи. AMR кодек был адаптирован для использования в речевых приложениях консорциумом 3GPP (3rd Generation Partnership Project) в октябре 1998 года и теперь широко используется в стандартах GSM и UMTS. Он использует технологию адаптации к качеству связи, чтобы выбрать наиболее подходящий из 8 битрейтов, исходя из текущих условий.

AMR также является файловым форматом для хранения речевого аудио, сжатого кодеком AMR. Многие современные телефоны позволяют хранить короткие аудио записи в формате AMR. Существует как свободное, так и коммерческое программное обеспечения для кодирования, как в этот формат, так и из него, однако стоит помнить, что формат не даст хорошего качества для неречевого контента. Стандартное расширение файла .amr. Также существует другой формат хранения AMR, который полезен в более сложных случаях, когда предъявляются большие требования к методу хранения данных, например, для беспорядочного доступа или синхронизации с видео. Этот формат имеет спецификацию консорциума 3GPP и основан на базовом формате медиа файлов стандарта ISO.

Использование

Фреймы содержат 160 сэмплов и имеют продолжительность 20 миллисекунд. AMR использует следующие технологии: ACELP, DTX, VAD и CNG. Использование AMR формата подразумевает адаптацию к линии связи и выбор наиболее оптимального режима, чтобы удовлетворить требованиям к радиоканалу и мощности. Если условия для передачи плохие, то ухудшается кодирование исходного потока и улучшается канальное кодирование. Это увеличивает стойкость к помехам сети, жертвуя качеством сжатой речи. В некоторых случаях это улучшение приблизительно оценивается по шкале отношения сигнал / шум в 4-6 дБ. Новая интеллектуальная система позволяет операторам сети выбирать приоритеты между мощностью и качеством на базовых узлах.

Всего существует 14 режимов кодека AMR, 8 из них доступны с полным битрейтом (full rate – FR) и 6 – с половинным (half rate – HR).

Режим	Битрейт (kbit/s)	Полнота битрейта	Совместимость
AMR_12.20	12.20	FR	ETSI GSM EFR
AMR_10.20	10.20	FR
AMR_7.95	7.95	FR/HR
AMR_7.40	7.40	FR/HR	TIA/EIA IS-641 TDMA EFR
AMR_6.70	6.70	FR/HR	ARIB 6.7 kbit/s EFR
AMR_5.90	5.90	FR/HR
AMR_5.15	5.15	FR/HR
AMR_4.75	4.75	FR/HR
AMR_SID	1.80	FR/HR

Возможности

Частота дискретизации 8 кГц при 13 битах (160 сэмплов на 20 мс фреймов), звук отфильтрован до диапазона частот от 200 до 3 400 Гц.
Кодек AMR использует восемь восемь базовых кодеков для битрейтов 12.2, 10.2, 7.95, 7.40, 6.70, 5.90, 5.15 и 4.75 kbit/s.
Длина фрейма варьируется 95, 103, 118, 134, 148, 159, 204 или 244 бит для битрейтов 4.75, 5.15, 5.90, 6.70, 7.40, 7.95, 10.2 или 12.2 kbit/s соответственно.
AMR использует технологию Discontinuous Transmission (DTX) совместно с Voice Activity Detection (VAD) и Comfort Noise Generation (CNG), чтобы снизить использование пропускной способности канала во время тихого звука.
Алгоритмически задержка равна 20 мс на фрейм. Для битрейтов 12.2 kbit/s нет алгоритма определения задержки заранее. Для других битрейтов задержка составляет 5 мс. Учтите, что есть задержка-пустышка в 5 мс, которая позволяет достичь бесшовного «умного» переключения между битрейтами.
AMR является гибридным голосовым кодером, который использует линейное предсказание с мультикодовым управлением (ACELP).
Сложность алгоритма оценивается в 5 баллов по шкале, где G.711 – 1 балл, а G.729a – 15 баллов.