Дифференциальная кодово-импульсная модуляция

Дифференциальная кодово-импульсная модуляция (DPCM ) - кодировщик сигналов который использует базовый уровень импульсно-кодовой модуляции (PCM), но добавляет некоторые функциональные возможности, основанные на предсказании выборок si gnal. Вход может быть аналоговым сигналом или цифровым сигналом .

. Если входом является аналоговый сигнал непрерывного времени, он должен быть дискретизирован сначала так, чтобы сигнал дискретного времени был входом в кодировщик DPCM.

• Вариант 1: взять значения двух последовательных выборок; если это аналоговые образцы, квантовать их; рассчитать разницу между первым и следующим; вывод - это разница.
• Вариант 2: вместо того, чтобы брать разницу относительно предыдущего входного отсчета, взять разницу относительно вывода локальной модели процесса декодера; в этом варианте разницу можно квантовать, что позволяет эффективно учесть контролируемые потери при кодировании.

Применение одного из этих двух процессов устраняет кратковременную избыточность (положительную корреляцию близлежащих значений) сигнала. ; степени сжатия порядка 2–4 могут быть достигнуты, если разности впоследствии кодируются по энтропии, потому что энтропия разностного сигнала намного меньше, чем энтропия исходного дискретного сигнала, обрабатываемого как независимые выборки.

DPCM был изобретен С. Чапин Катлер в Bell Labs в 1950 году; его патент включает оба метода.

• 1 Вариант 1: разница между двумя последовательными квантованными образцами
• 2 Вариант 2: анализ путем синтеза
• 3 См. также
• 4 Ссылки

Кодер выполняет функцию дифференцирования; квантователь предшествует дифференцированию соседних квантованных отсчетов; декодер - это аккумулятор, который при правильной инициализации точно восстанавливает квантованный сигнал.

Включение декодера внутри кодера позволяет квантовать различия, включая нелинейное квантование, в кодере, при условии, что приближенный обратный квантователь используется надлежащим образом в приемнике. Когда квантователь является однородным, декодер неявно восстанавливает различия, как на этой простой диаграмме, которую показал Катлер:

• Адаптивный DPCM
• Дельта-модуляция, особый случай DPCM, где различия e Q [n] представлены 1 битом как ± Δ
• Методы импульсной модуляции
• Дельта-сигма модуляция

1. ^США патент 2605361, C. Chapin Cutler, «Дифференциальное квантование сигналов связи», подана 29 июня 1950 г., выдан 29 июля 1952 г.