• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • DPCM

    Przeczytaj także...
    Sygnał to abstrakcyjny model dowolnej mierzalnej wielkości zmieniającej się w czasie, generowanej przez zjawiska fizyczne lub systemy. Tak jak wszystkie zjawiska może być opisany za pomocą aparatu matematycznego, np. poprzez podanie pewnej funkcji zależnej od czasu. Mówimy, że sygnał niesie informację lub też umożliwia przepływ strumienia informacji.PCM (ang. Pulse Code Modulation) – to najpopularniejsza metoda reprezentacji sygnału analogowego w systemach cyfrowych. Używana jest w telekomunikacji, w cyfrowej obróbce sygnału (np. w procesorach dźwięku), do przetwarzania obrazu, do zapisu na płytach CD (CD-Audio) i w wielu zastosowaniach przemysłowych.
    Prognozowanie (późnołac. prognosis, od starogr. πρόγνωσις, nowogr. πρόγνωση prōgnosis, od πρoγιγνώσκειν progignōskein, „wiedzieć wcześniej”, od pro- „wcześniej, przed” i gignōskein, „dowiedzieć się”) lub predykcja (łac. prædictus, im. od prædicere, „przepowiadać”, od præ-, „przed, wcześniej, pra-” i dicere, „mówić”) – naukowa metoda przewidywania tego, w jaki sposób będą kształtowały się w przyszłości procesy lub zdarzenia. W trakcie procesu prognozowania formułuje się sąd na temat przyszłych stanów zjawisk i zdarzeń nazywany prognozą.

    DPCM (ang. Differential Pulse-Code Modulation) – metoda kompresji stratnej przeznaczona głównie dla sygnałów dźwiękowych. Różnicowa modulacja kodowo-impulsowa (DPCM) opiera się na zasadach kodowania sygnału stosowanych w modulacji kodowo-impulsowej (PCM), a różnica polega wyłącznie 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 kolejnymi próbkami sygnału, natomiast słowa kodowe metody PCM – konkretne wartości próbek. Odbiornik tak zakodowanego strumienia danych odtwarza oryginalny sygnał na podstawie przewidzianej przez siebie wartości oraz otrzymanej różnicy.

    Próbkowanie (dyskretyzacja, kwantowanie w czasie) - proces tworzenia sygnału dyskretnego, reprezentującego sygnał ciągły za pomocą ciągu wartości nazywanych próbkami. Zwykle jest jednym z etapów przetwarzania sygnału analogowego na cyfrowy.G.711 (rekomendacja ITU-T) – międzynarodowy standard modulacji sygnałów mowy w kanałach o prędkości transmisji do 64 kbit/s. Jest to modulacja impulsowo-kodowa (PCM) o częstotliwości próbkowania 8 kHz z rozdzielczością 8 bitów na próbkę. Biorąc pod uwagę twierdzenie Kotielnikowa-Shannona, zgodnie z G.711 można kodować sygnały o paśmie do 4kHz.

    Efektywność metody DPCM zależy od zdolności algorytmu predykcji (przewidywania), który może być bardziej lub mniej złożony, jednak jego wynik zawsze uzyskuje się w oparciu o poprzedzające wartości próbek. Jeśli w kanale transmisyjnym nie występują szumy, to sygnał wyjściowy odbiornika różni się od oryginalnego sygnału wejściowego tylko błędem kwantyzacji.

    Kompresja stratna — metoda zmniejszania liczby bitów potrzebnych do wyrażenia danej informacji, które nie dają gwarancji, że odtworzona informacja będzie identyczna z oryginałem. Dla niektórych danych algorytm kompresji stratnej może odtworzyć informację w sposób identyczny.Dźwięk – wrażenie słuchowe, spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym (ciele stałym, cieczy, gazie). Częstotliwości fal, które są słyszalne dla człowieka, zawarte są w paśmie między wartościami granicznymi od ok. 16 Hz do ok. 20 kHz.

    Rozszerzeniem metody kompresji DPCM jest adaptacyjna różnicowa modulacja kodowo-impulsowa, czyli ADPCM.

    Podstawy analityczne[ | edytuj kod]

    Schemat nadajnika dla modulacji DPCM
    Schemat odbiornika dla demodulacji DPCM

    Predykcja wartości próbki n:

    gdzie – współczynnik predykcji.

    Algorytm – w matematyce skończony ciąg jasno zdefiniowanych czynności, koniecznych do wykonania pewnego rodzaju zadań. Słowo "algorytm" pochodzi od starego angielskiego słowa algorism, oznaczającego wykonywanie działań przy pomocy liczb arabskich (w odróżnieniu od abacism – przy pomocy abakusa), które z kolei wzięło się od nazwiska, które nosił Muhammad ibn Musa al-Chuwarizmi (أبو عبد الله محمد بن موسى الخوارزمي), matematyk perski z IX wieku.ADPCM (z ang. Adaptive Differential Pulse Code Modulation) – adaptacyjna różnicowa modulacja kodowo-impulsowa. Jest to metoda kompresji cyfrowego zapisu dźwięku oraz technika kodowania analogowego sygnału mowy na postać cyfrową PCM w celu zmniejszenia ilości danych i transmisji przez kanał o przepływnościach od 16 do 32 kb/s.

    Sygnał wejściowy kwantyzatora (błąd predykcji):

    Sygnał wyjściowy kwantyzatora:

    gdzie – błąd kwantyzacji.

    Sygnał zrekonstruowany:

    Zysk przetwarzania[ | edytuj kod]

    Stosunek sygnał–szum na wyjściu DPCM:

    gdzie to odpowiednio wariancja oryginalnego sygnału wejściowego i błędu kwantowania.

    Zysk przetwarzania:

    gdzie – wariancja błędu predykcji.

    Zalety i Wady[ | edytuj kod]

    Zalety[ | edytuj kod]

  • metoda DPCM pozwala zakodować sygnał na mniejszej liczbie bitów niż PCM
  • stosunek sygnał–szum kwantowania jest lepszy o 4 – 11 dB niż w przypadku systemu PCM (dotyczy kodowania sygnałów mowy)
  • Wady[ | edytuj kod]

  • Brak możliwości swobodnego dostępu do strumienia: dekodowanie każdej próbki wymaga znajomości całej historii (problem ten rozwiązuje się, wprowadzając cykliczne zerowanie predyktora, co jednak pogarsza efektywność kompresji).
  • Zobacz też[ | edytuj kod]

  • ADPCM
  • G.711




  • Reklama

    Czas generowania strony: 0.955 sek.