Różnica między PCM a ADPCM

PCM vs ADPCM

Większość naturalnych sygnałów, takich jak głos, to sygnały analogowe. Ponieważ jednak komputery i prawie cały sprzęt, z którego obecnie korzystamy, są cyfrowe, konwersja tych sygnałów analogowych na sygnały cyfrowe jest niezbędna. Na przykład, aby nagrać głos do komputera, sygnał powinien być reprezentowany jako seria bitów. Zwykle mikrofon najpierw przekształca dźwięk w analogowy sygnał elektryczny. Następnie ten analogowy sygnał elektryczny jest przetwarzany na sygnał cyfrowy, który można przedstawić w postaci sekwencji bitowej. Istnieją różne techniki uzyskiwania tego sygnału cyfrowego. PCM (Pulse Code Modulation) i ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) to dwie takie techniki digitalizacji.

PCM (modulacja impulsów)

PCM to technika reprezentowania sygnału analogowego jako sekwencji bitowej. W PCM najpierw mierzona jest amplituda sygnału (a dokładniej, próbka sygnału) w równych odstępach. Następnie próbki te są przechowywane jako liczby cyfrowe. Na przykład sygnał trójkątny może być kwantyzowany jako sekwencja 0, 1, 2, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -2, -1, 0, 1,2, 3, … Gdy liczby te są reprezentowane w postaci binarnej, będzie to coś w rodzaju sekwencji, 0000, 0001, 0010, 0011, 0010, 0001… W ten sposób trójkątny sygnał analogowy jest konwertowany na sekwencję bitową w PCM.

PCM został zastosowany w telefonii cyfrowej jako metoda kodowania głosu. PCM to także standard cyfrowego dźwięku w komputerach. Jednak dokonując pewnych modyfikacji, PCM można zoptymalizować w obszarach pamięci i szybkości informacji. ADPCM jest jedną z takich metod.

ADPCM (Adaptacyjna różnicowa modulacja impulsów)

ADPCM jest rodzajem DPCM (Differential Pulse Code Modulation), który wysyła (lub przechowuje) różnicę między kolejnymi próbkami zamiast wysyłania całej wielkości próbki. To zmniejsza liczbę wysyłanych bitów. Na przykład w przypadku sygnału trójkątnego różnica między dwiema kolejnymi próbkami wynosi zawsze plus lub minus jeden. Gdy pierwsza próbka jest wysyłana, odbiornik może wyprowadzić wartość drugiej próbki, gdy podana jest różnica między drugą a pierwszą próbką. Dlatego DPCM zmniejsza liczbę bitów potrzebnych do cyfrowego przedstawienia sygnału.

ADPCM dokonuje kolejnej modyfikacji DPCM. Zmienia rozmiar interwałów próbkowania (lub etapów kwantyzacji) w celu dalszego zmniejszenia liczby bitów potrzebnych do przedstawienia sygnału. ADPCM jest szeroko stosowany w wielu aplikacjach do kodowania.