Кіріспе
Дифференциалдық импульстік кодты модуляция (DPCM) – импульстік кодты модуляцияның (PCM) негізін пайдаланатын, бірақ сигналдың үлгілерін болжауға негізделген қосымша мүмкіндіктері бар сигнал кодтаушы. Кіріс аналогты немесе цифрлық сигнал бола алады. Егер кіріс үздіксіз уақытты аналогты сигнал болса, онда дискретті уақыт сигналы DPCM кодтаушысына кіріс ретінде берілу үшін алдымен оның үлгісі алынуы керек. 1-опция: екі тікелей үлгінің мәнін алыңыз; егер олар аналогты үлгілер болса, кванттаңыз; біріншісі мен келесісі арасындағы айырманы есептеңіз; шығыс – айырма. 2-опция: алдыңғы кіріс үлгісіне қатысты айырманы есептеудің орнына, декодерлеу процесінің жергілікті моделінің шығысына қатысты айырманы есептеңіз; бұл опцияда айырма квантталуы мүмкін, бұл кодтауға бақыланатын шығынды енгізудің тиімді жолын ұсынады. Осы екі процестің бірін қолдану арқылы сигналдың қысқа мерзімді артық ақпараты (жақын мәндердің оң корреляциясы) жойылады; егер айырмалар кейіннен энтропиялық кодтау қолданылса, 2-ден 4-ке дейінгі сығылу коэффициенттеріне қол жеткізуге болады, себебі айырма сигналдың энтропиясы тәуелсіз үлгілер ретінде қарастырылған бастапқы дискретті сигналдан әлдеқайда төмен. DPCM 1950 жылы Bell Labs-те C. Chapin Cutler ойлап тапты; оның патенты екі әдісті де қамтиды.
Differential pulse code modulation (DPCM) is a signal encoder that uses the baseline of pulse code modulation (PCM) but adds some functionalities based on the prediction of the samples of the signal. The input can be an analog signal or a digital signal. If the input is a continuous time analog signal, it needs to be sampled first so that a discrete time signal is the input to the DPCM encoder. Option 1: take the values of two consecutive samples; if they are analog samples, quantize them; calculate the difference between the first one and the next; the output is the difference. Option 2: instead of taking a difference relative to a previous input sample, take the difference relative to the output of a local model of the decoder process; in this option, the difference can be quantized, which allows a good way to incorporate a controlled loss in the encoding. Applying one of these two processes, short term redundancy (positive correlation of nearby values) of the signal is eliminated; compression ratios on the order of 2 to 4 can be achieved if differences are subsequently entropy coded because the entropy of the difference signal is much smaller than that of the original discrete signal treated as independent samples. DPCM was invented by C. Chapin Cutler at Bell Labs in 1950; his patent includes both methods.
1-ші нұсқа: екі бірізді квантталған сынамалар арасындағы айырмашылық
Кодтаушы дифференциациялау функциясын орындайды; кванттаушы, жақын орналасқан квантталған үлгілердің айырмасын табу алдында оларды кванттайды; декодер – аккумулятор, егер дұрыс бастамамен іске қосылса, квантталған сигналды нақты қалпына келтіреді.
2-ші нұсқа: синтез арқылы талдау
Декодерді кодтаушының ішіне енгізу, қабылдағышта шамамен кері кванттаушы тиімді қолданылса, кодтаушыда айырмашылықтарды, соның ішінде сызықтық емес кванттауды кванттауға мүмкіндік береді. Кванттаушы біркелкі болған жағдайда, декодер айырмашылықтарды автоматты түрде қалпына келтіреді, мысалы, Cutler көрсеткен қарапайым схемада көрсетілгендей: