Adaptive Differential-Pulscode-Modulation

Adaptive Differential-Pulscode-Modulation oder ADPCM, wurde erstmals in digitalen Kommunikationssystemen verwendet.

ADPCM (ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation) ist ein verlustbehafteter Komprimierungsalgorithmus für Schallwellenformdaten mit 16 Bit (oder höher).Es speichert die 16-Bit-Daten jedes Samples im Soundstream als 4-Bit, sodass das Komprimierungsverhältnis 1:4 beträgt.Der Komprimierungs-/Dekomprimierungsalgorithmus ist sehr einfach und bietet daher eine gute Möglichkeit, hochwertigen Klang bei geringem Platzbedarf zu erhalten.

Dieser Algorithmus nutzt die Korrelation zwischen Sprachsignalabtastwerten und verwendet adaptive Vorhersage und adaptive Quantisierung entsprechend den instationären Eigenschaften des Sprachsignals.Das heißt, die Parameter des Quantisierers und des Prädiktors können sich an die statistischen Eigenschaften des Eingangssignals anpassen.Oder nahe am optimalen Parameterzustand, kann es eine Sprachqualität auf Netzwerkebene mit einer Rate von 32 kbps◎8 kHz bereitstellen.Jetzt verwenden wir den IMA ADPCM-Algorithmus.Dieser Algorithmus verwendet eine einfache Zuordnungsmethode, um die Quantisierungsschrittgröße anzupassen.Vergleichen Sie einen eingegebenen PCM-Wert X(n) mit der X(n-1)-Vorhersage zum vorherigen Zeitpunkt.Differenzieren Sie den Wert, um d(n) zu erhalten, kodieren Sie dann d(n) gemäß dem aktuellen Quantisierungsschritt und verwenden Sie dann den kodierten Wert dieses Abtastpunkts, um den Quantisierungsschritt anzupassen und gleichzeitig den vorhergesagten Wert von zu erhalten Der aktuelle Abtastpunkt wird für den nächsten verwendet. Es wird eine Kodierung des Abtastpunkts verwendet.Durch diesen Algorithmus können die Abtastpunkte in einen 4-Bit-Codestrom, ein Vorzeichenbit und drei Amplitudenbits codiert werden.

Der Algorithmus ist relativ einfach und die Bedienung wird durch Mapping vereinfacht.Für die kodierten Daten verwenden wir das WAV-Dateiformat, das den kodierten Datenstrom verpackt und aus einem Dateiheader und einem Datenstrom besteht.Der Dateikopf gibt das Format, die Abtastrate, die Bitrate und Informationen wie Blocklänge, Anzahl der Bits und Anzahl der Kanäle an.Der Datencodestrom besteht aus Blockeinheiten.Der Blockkopf zeigt den vorhergesagten Wert und den Indexwert des Blockanfangs an.Die oberen vier Bits und die unteren vier Bits jedes Bytes im Codestrom entsprechen jeweils einem PCM.Derzeit wird dieser Algorithmus aufgrund seiner einfachen und praktischen Eigenschaften häufig in digitalen Musikboxen und digitalen Rekordern verwendet.

ADPCM (Adaptive Differential PCM)

Entwickelt von: ITU-T

Eigenschaften: ADPCM kombiniert die adaptiven Eigenschaften von APCM und die differenziellen Eigenschaften des DPCM-Systems und ist eine Wellenformkodierung mit relativ guter Leistung.Sein Kerngedanke ist:

①Verwenden Sie die adaptive Idee, um die Größe des Quantisierungsschritts zu ändern, dh verwenden Sie einen kleinen Quantisierungsschritt (Schrittgröße), um kleine Unterschiede zu codieren, und verwenden Sie einen großen Quantisierungsschritt, um große Unterschiede zu codieren.

② Verwenden Sie vergangene Stichprobenwerte, um den vorhergesagten Wert der nächsten Eingabestichprobe zu schätzen, sodass die Differenz zwischen dem tatsächlichen Stichprobenwert und dem vorhergesagten Wert immer am kleinsten ist.

Vorteile: geringe Algorithmuskomplexität, kleines Komprimierungsverhältnis und kürzeste Kodierungs- und Dekodierungsverzögerung (im Vergleich zu anderen Technologien)

Nachteile: Durchschnittliche Klangqualität