DPCM

Z Wikipedii

Masz nowe wiadomości (różnica z poprzednią wersją).

DPCM ( ang. Differential Pulse Code Modulation) – to metoda kompresji stratnej przeznaczona głównie dla sygnałów dźwiękowych. Różnicowa modulacja kodowo-impulsowa ( DPCM ) opiera się na zasadach kodowania sygnału zastosowanych w modulacji kodowo-impulsowej ( PCM ). Różnica polega na tym, że nadajnik DPCM próbkuje otrzymany sygnał a następnie koduje jedynie różnicę pomiędzy próbką rzeczywistą a przewidywaną. Zatem słowa kodowe metody DPCM reprezentują różnice pomiędzy próbkami natomiast słowa kodowe metody PCM konkretne wartości próbek. Odbiornik odtwarza oryginalny sygnał na podstawie przewidzianej przez siebie wartości oraz otrzymanej różnicy.

Efektywność DPCM zależy od zdolności algorytmu predykcji ( przewidywania ), który może być bardziej lub mniej złożony jednak jego wynik zawsze uzyskuje się w oparciu o poprzednie wartości próbek.

Jeśli w kanale transmisyjnym nie występują szumy to sygnał wyjściowy odbiornika różni się od oryginalnego sygnału wejściowego tylko błędem kwantyzacji.

[edytuj] Podstawy analityczne

Schemat nadajnika dla modulacji DPCM

Schemat odbiornika dla modulacji DPCM

Predykcja wartości próbki n:

$p_n=\sum_{i=1}^N \alpha_is'_{n-i}$ ( $\alpha_i\,$ - współczynnik predykcji )

Sygnał wejściowy kwantyzatora (błąd predykcji):

$e_n=s_n-p_n\,$

Sygnał wyjściowy kwantyzatora:

$e'_n=e_n+q_n\,$ ( $q_n\,$ - błąd kwantyzacji )

Sygnał zrekonstruowany:

$s'_n=e'_n+p_n\,$

[edytuj] Zysk przetwarzania

Stosunek sygnał - szum na wyjściu DPCM:

$(SNR)_o= \sigma_M^2/\sigma_Q^2\, ,(\sigma_M, \sigma_Q$ -odpowiednio wariancja oryginalnego sygnału wejściowego i błędu kwantowania )

Zysk przetwarzania:

$G_p=\sigma_M^2/\sigma_E^2, (\sigma_E$ - wariancja błędu predykcji )

[edytuj] Zalety i Wady

Zalety:

DPCM pozwala zakodować sygnał na mniejszej liczbie bitów niż PCM
stosunek sygnał - szum kwantowania jest lepszy o 4 - 11dB niż w przypadku standardowego systemu PCM ( dotyczy kodowania sygnałów mowy )

Wady: