Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция
 | Эта статья в значительной степени или полностью опирается на один источник . ( сентябрь 2020 г. ) |
Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция ( DPCM ) — это кодер сигнала, который использует базовую линию импульсно-кодовой модуляции (PCM), но добавляет некоторые функциональные возможности, основанные на прогнозировании выборок сигнала. Входной сигнал может быть аналоговым или цифровым .
Если входной сигнал представляет собой аналоговый сигнал непрерывного времени , его необходимо сначала дискретизировать , чтобы сигнал дискретного времени был входным сигналом для кодера DPCM.
- Вариант 1: взять значения двух последовательных выборок; если это аналоговые семплы, квантовать их; вычислить разницу между первым и последующим; результат - это разница.
- Вариант 2: вместо того, чтобы брать разницу относительно предыдущей входной выборки, брать разницу относительно выхода локальной модели процесса декодера; в этом варианте разница может быть квантована, что позволяет эффективно включить контролируемые потери в кодирование.
Применяя один из этих двух процессов, устраняется кратковременная избыточность (положительная корреляция близких значений) сигнала; коэффициенты сжатия порядка от 2 до 4 могут быть достигнуты, если разности впоследствии кодируются энтропийно , поскольку энтропия разностного сигнала намного меньше, чем энтропия исходного дискретного сигнала, рассматриваемого как независимые выборки.
DPCM был изобретен К. Чапином Катлером в Bell Labs в 1950 году; его патент включает оба метода. [1]
Вариант 1: разница между двумя последовательными квантованными выборками
[ редактировать ]Кодер выполняет функцию дифференцирования; квантователь предшествует дифференцированию соседних квантованных выборок; декодер представляет собой аккумулятор, который при правильной инициализации точно восстанавливает квантованный сигнал.
Вариант 2: анализ путем синтеза
[ редактировать ]Включение декодера внутри кодера позволяет квантовать разности, включая нелинейное квантование, в кодере, при условии, что в приемнике соответствующим образом используется приблизительный обратный квантователь. Когда квантователь однороден, декодер неявно восстанавливает различия, как на этой простой диаграмме, которую показал Катлер:
См. также
[ редактировать ]- Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция
- Дельта-модуляция , частный случай DPCM, где разности e Q [n] представлены 1 битом как ±Δ.
- Методы импульсной модуляции
- Дельта-сигма модуляция
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Патент США 2605361, К. Чапин Катлер, «Дифференциальное квантование сигналов связи» , подан 29 июня 1950 г., выдан 29 июля 1952 г.
сжатия данных Методы | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| без потерь |
| ||||||||
| с потерями |
| ||||||||
| Аудио |
| ||||||||
| Изображение |
| ||||||||
| Видео |
| ||||||||
| Теория | |||||||||
| Сообщество | |||||||||
| Люди | |||||||||
