Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция

Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция ( ADPCM ) — это вариант дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (DPCM), который изменяет размер шага квантования, чтобы обеспечить дальнейшее сокращение необходимой полосы пропускания данных для заданного отношения сигнал/шум .

Обычно адаптация к статистике сигналов в ADPCM состоит просто из адаптивного масштабного коэффициента перед квантованием разницы в кодере DPCM. ^[1]

ADPCM был разработан для кодирования речи П. Каммиски, Никилом С. Джаянтом и Джеймсом Л. Фланаганом в Bell Labs в 1973 году. ^[2]

В телефонии

В телефонии стандартный аудиосигнал для одного телефонного звонка кодируется как 8000 аналоговых выборок в секунду по 8 бит каждая, что дает цифровой сигнал со скоростью 64 кбит/с, известный как DS0 . по умолчанию Кодировкой сжатия сигнала на DS0 является либо PCM по закону μ (Mu-law) (Северная Америка и Япония), либо PCM по закону A (Европа и большая часть остального мира). Это системы логарифмического сжатия, в которых 13- или 14-битное линейное число выборок PCM преобразуется в 8-битное значение. Эта система описана международным стандартом G.711 . Если стоимость канала высока и потеря качества речи приемлема, иногда имеет смысл еще больше сжать голосовой сигнал. Алгоритм ADPCM используется для преобразования серии 8-битных выборок PCM с μ-законом (или a-law) в серию 4-битных выборок ADPCM. Таким образом, пропускная способность линии увеличивается вдвое. Этот метод подробно описан в стандарте G.726 .

Методы ADPCM используются в передаче голоса по IP . В начале 1990-х годов ADPCM также использовался Interactive Multimedia Association для разработки устаревших аудиокодеков ADPCM DVI, IMA ADPCM и DVI4. ^[3]

Разделенный диапазон или поддиапазон ADPCM

G.722 ^[4] представляет собой стандарта ITU-T, широкополосный речевой кодек работающий на скоростях 48, 56 и 64 кбит/с, основанный на поддиапазонном кодировании с двумя каналами и кодировании ADPCM каждого. ^[5] Перед процессом оцифровки он улавливает аналоговый сигнал и делит его на полосы частот с помощью квадратурных зеркальных фильтров (QMF), чтобы получить два поддиапазона сигнала. Когда битовый поток ADPCM каждого поддиапазона получен, результаты мультиплексируются, и следующим шагом является сохранение или передача данных. Декодер должен выполнить обратный процесс, то есть демультиплексировать и декодировать каждый поддиапазон битового потока и повторно объединить их.

Что касается процесса кодирования, то в некоторых приложениях, таких как голосовое кодирование, поддиапазон, который включает в себя голос, кодируется большим количеством битов, чем другие. Это способ уменьшить размер файла.

Программное обеспечение

поддерживала Звуковая система Windows ADPCM в WAV . файлах ^[6]

Аудиокодеками FFmpeg, поддерживающими ADPCM, являются adpcm_ima_qt , adpcm_ima_wav , adpcm_ms , adpcm_swf и adpcm_yamaha . ^[7]^[8]

DSP в GameCube поддерживает кодирование ADPCM на 64 одновременных аудиоканалах.

См. также

Ссылки

^ Кен К. Полманн (2005). Принципы цифрового звука . МакГроу-Хилл Профессионал. ISBN 978-0-07-144156-8 .
^ Каммиски, П.; Джаянт, Никил С .; Фланаган, Джеймс Л. (сентябрь 1973 г.). «Адаптивное квантование при дифференциальном ИКМ-кодировании речи». Технический журнал Bell System . 52 (7): 1105–1118. дои : 10.1002/j.1538-7305.1973.tb02007.x .
^ Рекомендуемые методы повышения совместимости цифрового аудио в мультимедийных системах - устаревшая спецификация IMA ADPCM, дата обращения 06 июля 2009 г.
^ Страница ITU-T G.722 . Рекомендация ITU-T G.722 (11/88), «Аудиокодирование 7 кГц в пределах 64 кбит/с».
^ Джерри Д. Гибсон; Тоби Бергер; Том Лукабо (1998). Цифровое сжатие мультимедиа . Морган Кауфманн. ISBN 978-1-55860-369-1 .
^ «Объяснение различий между волновыми файлами PCM/ADPCM» . KB 89879 Версия 3.0 . База знаний Майкрософт . 24 сентября 2011 г. Архивировано из оригинала 31 декабря 2013 г. Проверено 30 декабря 2013 г.
^ «Общая документация FFmpeg — Аудиокодеки» . FFmpeg.org . Проверено 30 декабря 2013 г.
^ «FFmpeg/adpcmenc.c по адресу ee4aa388b2231e988eccdab652c55df080d6ad45 · FFmpeg/FFmpeg» . Гитхаб . 15 февраля 2017 г. Проверено 05 февраля 2018 г.

[1] Кен К. Полманн (2005). Принципы цифрового звука . МакГроу-Хилл Профессионал. ISBN 978-0-07-144156-8 .

[2] Каммиски, П.; Джаянт, Никил С .; Фланаган, Джеймс Л. (сентябрь 1973 г.). «Адаптивное квантование при дифференциальном ИКМ-кодировании речи». Технический журнал Bell System . 52 (7): 1105–1118. дои : 10.1002/j.1538-7305.1973.tb02007.x .

[3] Рекомендуемые методы повышения совместимости цифрового аудио в мультимедийных системах - устаревшая спецификация IMA ADPCM, дата обращения 06 июля 2009 г.

[4] Страница ITU-T G.722 . Рекомендация ITU-T G.722 (11/88), «Аудиокодирование 7 кГц в пределах 64 кбит/с».

[5] Джерри Д. Гибсон; Тоби Бергер; Том Лукабо (1998). Цифровое сжатие мультимедиа . Морган Кауфманн. ISBN 978-1-55860-369-1 .

[6] «Объяснение различий между волновыми файлами PCM/ADPCM» . KB 89879 Версия 3.0 . База знаний Майкрософт . 24 сентября 2011 г. Архивировано из оригинала 31 декабря 2013 г. Проверено 30 декабря 2013 г.

[7] «Общая документация FFmpeg — Аудиокодеки» . FFmpeg.org . Проверено 30 декабря 2013 г.

[8] «FFmpeg/adpcmenc.c по адресу ee4aa388b2231e988eccdab652c55df080d6ad45 · FFmpeg/FFmpeg» . Гитхаб . 15 февраля 2017 г. Проверено 05 февраля 2018 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]