PCM vs ADPCM
Většina přirozených signálů, jako je hlas, jsou analogové signály. Protože však počítače a téměř všechna zařízení, která dnes používáme, jsou digitální, je převod těchto analogových signálů na digitální signály nezbytný. Například pro záznam hlasu do počítače by měl být signál reprezentován jako řada bitů. Mikrofon obvykle nejprve převede zvuk na analogový elektrický signál. Poté je tento analogový elektrický signál převeden na digitální signál, který může být reprezentován jako bitová sekvence. Při odvozování tohoto digitálního signálu mohou být různé techniky. PCM (Pulse Code Modulation) a ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) jsou dvě takové techniky digitalizace.
PCM (pulzní kódová modulace)
PCM je technika reprezentace analogového signálu jako bitové sekvence. V PCM se nejprve měří amplituda signálu (přesněji je signál vzorkován) ve stejných intervalech. Poté jsou tyto vzorky uloženy jako digitální čísla. Například trojúhelníkový signál může být kvantován jako sekvence, 0, 1, 2, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, ……. Když jsou tato čísla reprezentována binárně, bude to něco jako sekvence 0000, 0001, 0010, 0011, 0010, 0001….. Takto je trojúhelníkový analogový signál převeden na bitovou sekvenci v PCM.
PCM se používá v digitální telefonii jako metoda kódování hlasu. PCM je také standardem pro digitální zvuk v počítačích. Provedením určitých úprav však lze PCM optimalizovat v oblasti paměti a informační rychlosti. ADPCM je jednou z takových metod.
ADPCM (Adaptivní diferenciální pulzní kódová modulace)
ADPCM je typ DPCM (Differential Pulse Code Modulation), který odesílá (nebo ukládá) rozdíl mezi po sobě jdoucími vzorky namísto odesílání celé velikosti vzorku. To snižuje množství bitů, které mají být odeslány. Například v případě trojúhelníkového signálu je rozdíl mezi dvěma po sobě jdoucími vzorky vždy plus nebo mínus jedna. Když je odeslán první vzorek, přijímač může odvodit hodnotu druhého vzorku, když je poskytnut rozdíl mezi druhým a prvním vzorkem. Proto DPCM snižuje množství bitů potřebných k digitální reprezentaci signálu.
ADPCM provádí další úpravu DPCM. Mění velikost vzorkovacích intervalů (nebo kvantizačních kroků), aby se dále snížil počet bitů potřebných k reprezentaci signálu. ADPCM je široce používán v mnoha aplikacích kódování.
Jaký je rozdíl mezi PCM a ADPCM?
1. V ADPCM se k reprezentaci signálu používá rozdíl mezi dvěma po sobě jdoucími vzorky, zatímco hodnoty vzorků se přímo používají v PCM.
2. V PCM je velikost intervalu mezi dvěma vzorky pevná, zatímco v ADPCM se může měnit.
3. ADPCM potřebuje k reprezentaci signálu menší množství bitů než PCM.
4. Dekódování signálu PCM je snazší než signál ADPCM.
