G.721, también conocido como ADPCM, es un códec de forma de onda, por lo que en teoría sirve para todo tipo de señales, aunque su comportamiento es notoriamente mejor para señales de voz. Se muestrea a 8 Khz, por lo que es un códec de voz de banda estrecha (narrowband).
Una técnica muy comúnmente usada es predecir el valor de la siguiente muestra con el valor de las muestras anteriores. Esto es posible gracias a las correlaciones en las muestras de señales de voz, debido a los efectos de la cavidad vocal y las vibraciones de las cuerdas vocales, como se explicó en apartados anteriores. Si las predicciones son efectivas entonces la señal de error entre las muestras predichas y las actuales muestras de la señal de voz tendrán menor varianza que las muestras originales de la señal de voz. De todos modos el interés es cuantificar esta señal de error con menos bits que la señal original de voz. En esto se basan los esquemas de DPCM (PCM Diferencial), en los que se cuantifica la diferencia entre la señal original y la predicha.
Los resultados de estos códecs se pueden incluso mejorar si el predictor y el cuantificador se hacen adaptativos, de tal forma que puedan cambiar para adaptarse a las características de la señal que se está codificando. Esto nos lleva a ADPCM (PCM Diferencial Adaptativo). En G.721 se cuantifica esta diferencia con 4 bits, dando lugar a una tasa binaria de 32 Kbps. En la actualidad G.721, definido en 1988, está obsoleto y se encuentra incluido en el estándar G.726
El estándar G.723 (no confundir con G.723.1) apareció como una extensión de G.721, pero funcionando a tasas binarias de 24 Kbps y 40 Kbps (señal diferencia cuantificada con 3 y 5 bits respectivamente). Este estándar también está obsoleto e incluido en G.726.
Esquema del codificador y del decodificador en G.726. Fuente: [8]
MIC (Modulación de Impulsos Codificados) y MICDA (MIC Adaptativa Diferencial) son la traducción al castellano de PCM y ADPCM respectivamente
Las operaciones en G.726 ( G.721 y G.723) se hacen con señales PCM lineales de 16 bits, por lo que se ha de convertir la señal de entrada al codificador y la señal de salida del decodificador (usualmente suelen ser PCM con ley A o mu a 64Kbps).
La aplicación fundamental de G.726 con las tasas de 24 y 16 kbps es codificar la voz en los canales de DCME (Digital Cirtuit Multiplication Equipment) y la de 40 Kbps para transportar señales de datos de los módems de DCME (no de audio, ya que al ser un códec de forma de onda sirve para cualquier tipo de datos). En la línea de los códecs anteriores tenemos G.727, que también usa ADPCM, pero una versión ligeramente distinta, llamada ADPCM “jerarquizado”, ya que los bits en los que se codifica la señal tienen dos jerarquías:
Este códec esta orientado hacia transmisión de voz en tiempo real, como la mayoría de los códecs de voz, por lo que esta jerarquización tiene sentido para aliviar situaciones de congestión, ya que los bits menos significativos pueden ser descartados en la red cuando hay una situación de congestión, y así ayudar a aliviar la congestión y tener la señal decodificada a la salida (con menos calidad obviamente).
Las tasas binarias dependen del número de bits totales transmitidos (principales + refuerzo) y son las mismas que en G.726 (40, 32, 24 y 16 Kbps). Hay varias combinaciones de bits de principales y de refuerzo. Se representan de esta forma (x,y), donde y es el nº de bits principales y x es el número total de bits.
(5,2) (4,2) (3,2) (2,2) (5,3) (4,3) (5,4) (4,4)
Esta codificación es muy útil cuando decodificador desconoce cómo se ha alterado la palabra código. De todos modos no hay que confundir esta técnica con la codificación de velocidad variable, ya que en esta última, el codificador y el decodificador han de emplear el mismo número de bits en la palabra código.