主頁 / 高清語音G.722與傳統話質有何分別? 高清語音G.722與傳統話質有何分別? 同一部 IP 電話撥出的兩通通話,聽起來可以差別明顯:一通像傳統電話般沉悶,另一通則清晰得像對方在同一房間。分別不在電話機,而在通話所採用的話音編碼與整條路徑能承載的頻率範圍。高清語音(HD Voice)指的正是把電話話音的頻率範圍由窄頻延伸至寬頻,其中 G.722 是最廣泛採用的標準之一。本文說明兩者的實際分別、聽感從何而來,以及要在真實通話中聽到差異需要哪些條件。
窄頻與寬頻:頻率範圍的分別 傳統電話話質的界限是刻意設定的。維基百科〈Wideband audio〉條目列出電話的音訊頻帶對照:窄頻為 300 至 3,400 Hz,寬頻為 50 至 7,000 Hz,超寬頻為 50 至 14,000 Hz,全頻為 20 至 20,000 Hz。同一條目說明,人聲的範圍由 100 Hz 延伸至 17 kHz,但傳統的話音頻帶或窄頻電話通話把音訊頻率限制在 300 Hz 至 3.4 kHz 之間。
寬頻語音的做法是放寬這項限制。同一條目指出,寬頻音訊在 50 Hz 至 7 kHz 的音訊頻率範圍內傳送,並提到部分寬頻編碼可採用 16 位元的較高音訊位深度編碼取樣,同樣帶來更佳的話音質素;寬頻編碼的典型取樣率為 16 kHz,超寬頻編碼的典型值則為 32 kHz。
維基百科同一條目亦說明「HD voice」正是寬頻語音的另一稱法,用以與標準數字電話的「話務級話質」作對照。理解這一點有助避免混淆:高清語音並非某家廠商的功能名稱,而是對一整類寬頻話音技術的統稱,G.722 是其中最早且最普及的標準。
G.722的技術規格與運作方式 G.722 的規格相當明確。維基百科〈G.722〉條目指出,G.722 是 ITU-T 的 7 kHz 寬頻音訊編碼標準,可在 48、56 及 64 kbit/s 下運作,於 1988 年 11 月獲 ITU-T 批准,編碼技術基於子頻帶自適應差分脈碼調變。同一條目說明,G.722 提供的話音頻寬為 50 至 7,000 Hz,相對於一般為傳統有線電話話質(300 至 3,400 Hz)而優化的窄頻編碼(例如 G.711),話音質素有所改善;G.722 以 16 kHz 取樣音訊資料(使用 14 位元),是傳統電話介面的兩倍,因而帶來更佳的音訊質素與清晰度。
編碼方式上,維基百科同一條目說明 G.722 的運作是讓輸入的話音訊號通過數字濾波器,把音訊訊號分為 0 Hz 至 4 kHz 與 4 kHz 至 8 kHz 兩個子頻帶,再以子頻帶自適應差分脈碼調變編碼;由於人聲能量大部分集中在音訊頻帶的下半部(0 至 4 kHz),故把 48 kbit/s 的頻寬分配給較低的子頻帶,其餘 16 kbit/s 分配給較高的子頻帶。
在 IP 網絡上的封裝亦有既定規格。維基百科同一條目指出 G.722 的網絡電話通常以 RTP 承載類型 9 傳送,並提到一項歷史細節:IANA 把類型 9 的時鐘率記錄為 8 kHz 而非 16 kHz。RFC 3551(RTP Profile for Audio and Video Conferences with Minimal Control)在 G722 一節說明,雖然 G.722 音訊的實際取樣率為 16,000 Hz,但 G722 承載格式的 RTP 時鐘率為 8,000 Hz,原因是該數值在 RFC 1890 中被錯誤指定,為向後兼容而必須維持不變,而八位元組率或取樣對率為 8,000 Hz。維基百科同一條目亦說明,正確的實作在需要處填入 8,000 這個數值,但實際以 16 kHz 編解碼音訊。
聽感上的實際分別 頻率範圍的差異在通話中會轉化為幾種具體感受。低頻延伸至 50 Hz,令聲音的厚度與人聲的個人特質得以保留,說話者聽起來更接近本人;窄頻通話截去 300 Hz 以下的成分,人聲因此顯得單薄。高頻延伸至 7,000 Hz 的影響更為明顯,因為輔音的辨識主要依賴高頻成分。
最常見的實際好處是相似音的分辨。窄頻通話中容易混淆的送氣音與擦音,例如英文字母 f 與 s、字尾的 t 與 p,在寬頻通話中較易區分,因此拼寫姓名、讀出電郵地址、確認訂單編號與型號時出錯機會較低。維基百科〈Wideband audio〉條目提到,電話會議正是寬頻音訊改進的直接受益者,因為參與者常常難以判斷是誰在說話,或難以理解帶口音的說話者,而誤解主要源於音訊質素普遍偏低。
第二項好處是聽的疲勞度。窄頻通話中,聽者需要以上下文推斷聽不清的字詞,長時間通話後容易疲倦;寬頻話音減少了這種推斷負擔,對每日長時間接聽電話的客戶服務人員影響尤其明顯。需要留意的是,寬頻語音改善的是頻率範圍,並不能修正網絡問題:延遲、抖動與丟包造成的斷續與機械聲,屬另一類問題,需要以服務品質設定與網絡規劃處理。
整條路徑都要支援:編碼轉換與降質 高清語音有一項容易被忽略的前提:整條通話路徑都要支援同一種寬頻編碼,才能真正聽到分別。通話的兩端在建立時會協商共同支援的編碼,若其中一端只支援窄頻編碼,協商結果便會落在窄頻,另一端支援寬頻也無從發揮。
路徑中的中間環節同樣關鍵。若通話經過需要轉換編碼的閘道或系統,寬頻話音會被轉為窄頻,已失去的高頻成分無法在後段還原,這種降質是不可逆的。維基百科〈Wideband audio〉條目亦指出,傳統電話網絡由於其傳輸技術(時分多工)的固有性質、網絡邊緣所用的模擬數字轉換器,以及終端本身的揚聲器、麥克風等元件,一般被限制於窄頻音訊。因此通話一旦進入公眾電話網絡,通常只能以窄頻進行。
這帶來一項實務判斷:高清語音的收益在內部通話與端到端 IP 通話上最為明顯。同一公司內線之間、以 IP 中繼直接互通的分支機構之間、以及雙方都採用支援寬頻編碼的服務時,才能全程維持寬頻。撥往外部固網或手機的通話則多數會落回窄頻。規劃時宜按通話類型分開評估,避免對所有通話一律期望相同效果。
部署條件與帶寬考慮 要在實際環境聽到寬頻話音,需要幾項條件同時成立。第一是終端硬件:電話機或耳機的揚聲器與麥克風本身要能重現與拾取延伸的頻率範圍,否則即使編碼支援,聽感仍與窄頻相近。維基百科〈Wideband audio〉條目亦提到,透過網絡電話服務通話而參與者使用高質素耳機時,通話質素可明顯優於傳統的公眾電話網絡通話。
第二是系統設定。電話系統與電話機的編碼優先次序清單需把寬頻編碼排在窄頻編碼之前,否則協商時會優先選中窄頻。系統若設有轉碼功能,亦應確認在兩端都支援寬頻時不會多餘地介入轉換。第三是帶寬。G.722 在 48、56 及 64 kbit/s 下運作,與 G.711 的 64 kbit/s 同級,因此改用 G.722 一般不會增加話音載荷的帶寬需求;真正的差別在於與低碼率窄頻編碼比較時,佔用的帶寬確實較高。維基百科〈G.722〉條目亦指出,G.722 適用於網絡電話應用,例如帶寬充裕的區域網絡,而帶寬較受限的環境可能會選用碼率效率較高的編碼。
驗證方式相當直接。多數電話與電話系統可在通話中或通話記錄內顯示實際採用的編碼,撥打內部通話與外部通話各一次,比較顯示的編碼,即可確認寬頻協商是否成功、以及在哪一類通話上生效。若內部通話仍顯示窄頻編碼,宜檢查編碼優先次序與電話機的韌體支援情況。
香港辦公室的實際考慮 香港企業要享受高清語音,最實際的著力點是內部通話。本地公司常見的架構是總部與分店、或香港辦公室與內地及海外分支以 IP 方式互連,這些通話全程在企業可控的網絡內,只要兩端終端與系統都支援寬頻編碼,便能全程維持高清話質。相反,本地客戶多以手機致電,這類通話經公眾網絡進入,普遍落回窄頻,因此把改善重點放在對外熱線的編碼設定,收益往往不及預期。
會議通話是本地另一項明顯受益的場景。香港公司的會議常見多種語言與口音並存,粵語、英語與普通話在同一通會議中交替出現,成員亦可能分處不同城市;寬頻話音對辨識口音較重的發言與分辨相似輔音有實際幫助。會議室的免提設備若只支援窄頻,即使電話系統支援寬頻,實際效果亦會被硬件拉低,因此更換會議室設備時宜一併確認寬頻編碼支援。
網絡條件是本地部署的第三項考慮。香港寫字樓的內部網絡帶寬一般充裕,區域網絡內採用 G.722 這類 64 kbit/s 級別的編碼並無壓力;需要留意的是跨境連線與遠端在家上班的通話,這類路徑的延遲與丟包對聽感的影響往往大於編碼選擇,因此應先確保服務品質設定與網絡穩定,再談編碼升級。實務次序建議是:先量度現有通話的網絡表現,再確認終端與系統的編碼支援,最後才調整編碼優先次序並逐類通話驗證效果。