DPCM
Van Wikipedia
PCM is een populaire techniek voor het digitaliseren van analoge signalen bij digitale communicatie transmissie op telefoonnetwerken. Het is meestal zo dat bij PCM het verschil tussen inkomende bemonsterde signalen minimaal is. Differentiele PCM (DPCM) is zo ontworpen dat enkel deze verschillen worden berekend en verzonden in plaats van het volledig bemonsterde signaal. Omdat het verschil tussen monsters kleiner is in bits dan het volledige monster zijn het aantal bits die nodig zijn voor het verzenden drastisch verminderd. Dit zorgt voor een vermindering in te verzenden bits. Door gebruik te maken van DPCM kan de bitrate voor verzenden van spraak verlaagd worden naar 48kbps i.p.v. 64kbps bij PCM.
Hoe berekend DPCM het verschil tussen de huidige en het vorige monster? Het eerste deel van DPCM werkt net als bij PCM. Het ingangssignaal wordt bemonsterd met een constante frequentie. Vervolgens worden deze gemoduleerd met behulp van het PAM proces. Nu neemt het DPCM proces het werk over. Het bemonsterde signaal wordt opgeslagen in een zogenaamde voorspeller. De voorspeller neemt het opgeslagen bemonsterde signaal en stuurt het door een differentiator. De differentiator vergelijkt het vorige signaal met het huidige en stuurt dit verschil naar de kwantiseer en decodeer fase van de PCM. Na het quantiseren en coderen wordt het signaal dat het verschil bevat doorgestuurd naar zijn uiteindelijke bestemming. Aan de ontvangende kant van het netwerk wordt alles omgekeerd. Eerst wordt het signaal dat het verschil bevat gedekwantiseerd. Vervolgens wordt dit toegevoegd aan een bemonsterd signaal dat in de voorspeller werd opgeslagen en naar een laagdoorlaat filter gestuurd die het signaal reconstrueerd.
DPCM is een goede manier om de bitrate van een spraak transmissie te verkleinen. Het geeft alleen enkele problemen als het aankomt op geluidskwaliteit. DPCM kwantiseerd en encodeerd het verschil tussen een vorig en een huidig signaal. DPCM kwantiseerd door gebruik te maken van lineaire kwantisatie. Lineaire kwantisatie genereert een SNR dat klein is voor signalen met een lage amplitude en hoog is voor signalen met een hoge amplitude. Dit is een zeer inefficiente methode omdat de meeste signalen die door spraak gegenereerd worden van lage amplitude zijn. Bij de kwaliteit van spraak signalen moet er meer aandacht besteed worden aan de signalen met lage amplitude. Om dit probleem op te lossen werd Adaptive DPCM (ADPCM) ontwikkeld.
