PCM εναντίον ADPCM
Τα περισσότερα φυσικά σήματα, όπως η φωνή, είναι αναλογικά σήματα. Ωστόσο, δεδομένου ότι οι υπολογιστές και σχεδόν όλος ο εξοπλισμός που χρησιμοποιούμε σήμερα είναι ψηφιακός, η μετατροπή αυτών των αναλογικών σημάτων σε ψηφιακά σήματα είναι απαραίτητη. Για παράδειγμα, για να ηχογραφήσετε μια φωνή σε έναν υπολογιστή, το σήμα πρέπει να αναπαρασταθεί ως μια σειρά από bit. Συνήθως, το μικρόφωνο μετατρέπει πρώτα τον ήχο σε αναλογικό ηλεκτρικό σήμα. Στη συνέχεια, αυτό το αναλογικό ηλεκτρικό σήμα μετατρέπεται σε ψηφιακό σήμα που μπορεί να αναπαρασταθεί ως ακολουθία bit. Μπορεί να υπάρχουν διαφορετικές τεχνικές για την παραγωγή αυτού του ψηφιακού σήματος. Το PCM (Pulse Code Modulation) και το ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) είναι δύο τέτοιες τεχνικές ψηφιοποίησης.
PCM (Διαμόρφωση κωδικού παλμού)
Το PCM είναι μια τεχνική αναπαράστασης ενός αναλογικού σήματος ως ακολουθίας bit. Στο PCM, πρώτα, το πλάτος του σήματος μετράται (πιο σωστά, γίνεται δειγματοληψία σήματος) σε ίσα διαστήματα. Στη συνέχεια αυτά τα δείγματα αποθηκεύονται ως ψηφιακοί αριθμοί. Για παράδειγμα, ένα τριγωνικό σήμα μπορεί να κβαντιστεί ως η ακολουθία, 0, 1, 2, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, ……. Όταν αυτοί οι αριθμοί αναπαριστώνται δυαδικά, θα είναι κάτι σαν την ακολουθία, 0000, 0001, 0010, 0011, 0010, 0001….. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο αυτό το τριγωνικό αναλογικό σήμα μετατρέπεται σε μια ακολουθία bit στο PCM.
Το PCM έχει χρησιμοποιηθεί στην ψηφιακή τηλεφωνία ως μέθοδος κωδικοποίησης φωνής. Το PCM είναι επίσης ένα πρότυπο για ψηφιακό ήχο σε υπολογιστές. Ωστόσο, κάνοντας κάποιες τροποποιήσεις, το PCM μπορεί να βελτιστοποιηθεί στους τομείς της μνήμης και του ρυθμού πληροφοριών. Η ADPCM είναι μια τέτοια μέθοδος.
ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation)
Το ADPCM είναι ένας τύπος DPCM (Διαμόρφωση διαφορικού κώδικα παλμού), που στέλνει (ή αποθηκεύει) τη διαφορά μεταξύ διαδοχικών δειγμάτων αντί να στέλνει ολόκληρο το μέγεθος του δείγματος. Αυτό μειώνει τον αριθμό των bit που θα σταλούν. Για παράδειγμα, στην περίπτωση του τριγωνικού σήματος, η διαφορά μεταξύ δύο διαδοχικών δειγμάτων είναι πάντα συν ή πλην ένα. Όταν αποστέλλεται το πρώτο δείγμα, ο παραλήπτης μπορεί να αντλήσει την τιμή του δεύτερου δείγματος όταν παρέχεται η διαφορά μεταξύ του δεύτερου και του πρώτου δείγματος. Ως εκ τούτου, το DPCM μειώνει τον αριθμό των bit που απαιτούνται για την ψηφιακή αναπαράσταση του σήματος.
Το ADPCM κάνει άλλη μια τροποποίηση στο DPCM. Μεταβάλλει το μέγεθος των διαστημάτων δειγματοληψίας (ή των βημάτων κβαντοποίησης) προκειμένου να μειωθεί περαιτέρω η ποσότητα των bits που απαιτούνται για την αναπαράσταση του σήματος. Το ADPCM χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές εφαρμογές κωδικοποίησης.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ PCM και ADPCM;
1. Στο ADPCM, η διαφορά μεταξύ δύο διαδοχικών δειγμάτων χρησιμοποιείται για την αναπαράσταση του σήματος, ενώ οι τιμές δειγμάτων χρησιμοποιούνται απευθείας στο PCM.
2. Στο PCM, το μέγεθος του διαστήματος μεταξύ δύο δειγμάτων είναι σταθερό, ενώ μπορεί να ποικίλει σε ADPCM.
3. Το ADPCM χρειάζεται μικρότερο αριθμό bit για να αναπαραστήσει ένα σήμα σε σύγκριση με το PCM.
4. Η αποκωδικοποίηση ενός σήματος PCM είναι ευκολότερη από ένα σήμα ADPCM.
