PCM vs. ADPCM
Die meisten natürlichen Signale wie Sprache sind analoge Signale. Da Computer und fast alle Geräte, die wir heute verwenden, jedoch digital sind, ist die Umwandlung dieser analogen Signale in digitale Signale unerlässlich. Um beispielsweise eine Stimme in einem Computer aufzuzeichnen, sollte das Signal als eine Reihe von Bits dargestellt werden. Normalerweise wandelt das Mikrofon Schall zunächst in ein analoges elektrisches Signal um. Dann wird dieses analoge elektrische Signal in ein digitales Signal umgewandelt, das als Bitfolge dargestellt werden kann. Es kann verschiedene Techniken zum Ableiten dieses digitalen Signals geben. PCM (Pulse Code Modulation) und ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) sind zwei solcher Digitalisierungstechniken.
PCM (Pulse Code Modulation)
PCM ist eine Technik zur Darstellung eines analogen Signals als Bitfolge. Bei PCM wird zunächst die Amplitude des Signals in gleichen Intervallen gemessen (genauer gesagt, das Signal wird abgetastet). Dann werden diese Proben als digitale Zahlen gespeichert. Beispielsweise kann ein dreieckiges Signal als die Folge quantisiert werden, 0, 1, 2, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, ……. Wenn diese Zahlen binär dargestellt werden, ist es so etwas wie die Sequenz 0000, 0001, 0010, 0011, 0010, 0001….. So wird das analoge Dreieckssignal in eine Bitfolge in PCM umgewandelt.
PCM wurde in der digitalen Telefonie als Verfahren zur Codierung von Sprache verwendet. PCM ist auch ein Standard für digitales Audio in Computern. Durch einige Modifikationen kann PCM jedoch in den Bereichen Speicher und Informationsrate optimiert werden. ADPCM ist eine solche Methode.
ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation)
ADPCM ist eine Art von DPCM (Differential Pulse Code Modulation), die die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Samples sendet (oder speichert), anstatt die gesamte Größe des Samples zu senden. Das reduziert die Menge der zu sendenden Bits. Beispielsweise ist im Fall eines dreieckigen Signals die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastwerten immer plus oder minus eins. Wenn der erste Abtastwert gesendet wird, kann der Empfänger den Wert des zweiten Abtastwerts ableiten, wenn die Differenz zwischen dem zweiten und dem ersten Abtastwert bereitgestellt wird. Daher reduziert DPCM die Menge an Bits, die benötigt werden, um das Signal digital darzustellen.
ADPCM nimmt eine weitere Änderung an DPCM vor. Es variiert die Größe der Abtastintervalle (oder Quantisierungsschritte), um die Menge an Bits, die zur Darstellung des Signals benötigt werden, weiter zu reduzieren. ADPCM wird in vielen Codierungsanwendungen verwendet.
Was ist der Unterschied zwischen PCM und ADPCM?
1. Bei ADPCM wird die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen verwendet, um das Signal darzustellen, während Abtastwerte bei PCM direkt verwendet werden.
2. Bei PCM ist die Größe des Intervalls zwischen zwei Abtastungen fest, während sie bei ADPCM variiert werden kann.
3. ADPCM benötigt im Vergleich zu PCM weniger Bits, um ein Signal darzustellen.
4. Die Dekodierung eines PCM-Signals ist einfacher als die eines ADPCM-Signals.
