Diferenciální PCM

Diferenciální pulzní kódová modulace (DPCM) je metoda kódování signálu, která je založena na pulzní kódové modulaci (PCM) , ale využívá další funkce pro kompaktní reprezentaci založenou na predikci vzorku signálu. DPCM lze aplikovat na analogový signál nebo digitální signál .  

Pokud má být DPCM použit na analogovém signálu, musí být signál nejprve navzorkován, aby vzorky navzorkovaného signálu mohly být přiváděny do kodéru DPCM.

Existují dvě možnosti implementace DPCM:

• Možnost 1: odeberte hodnoty dvou po sobě jdoucích vzorků; pokud se jedná o analogové vzorky, kvantizujte je; vypočítat rozdíl mezi prvním a dalším; výsledkem je výsledný rozdíl, který lze entropicky zakódovat .
• Možnost 2: místo toho, abychom vzali rozdíl vzhledem k předchozímu vstupnímu vzorku, vezmeme rozdíl vzhledem k výstupnímu lokálnímu modelu dekódovacího procesu; v této variantě lze rozdíl kvantovat, což umožňuje kontrolovat ztrátu v kódování.

V každé z těchto dvou variant DPCM je výrazně snížena lokální redundance (pozitivní korelace blízkých hodnot) signálu. V tomto případě lze dosáhnout kompresního poměru 2 až 4, pokud jsou rozdílové hodnoty poté podrobeny entropickému kódování , protože distribuční funkce rozdílových signálů je často známa (až do hodnot malého počtu parametry).

DPCM vynalezl Cutler v Bellových laboratořích v roce 1950 jeho patent zahrnuje obě metody.

Níže jsou schémata kodéru a dekodéru ve dvou verzích s poznámkami:

Možnost 1: Vypočítejte rozdíl mezi dvěma po sobě jdoucími čteními

Kodér hraje roli diferenciátoru (kvantizer musí předcházet diferenciátor) a dekodér funguje jako akumulátor.

Entropický kodér (Q) snižuje počet bitů, zatímco dekodér ( ) obnovuje počet bitů reprezentujících původní diskrétní signál.

Možnost 2: Diferenční analýza se syntézou

Použití dekodéru v kodéru.

Viz také

• PCM
• Pulzní fázová modulace
• Kotelnikovova věta
• delta kódování