Adaptive differential pulse-code modulation (original) (raw)
Adaptive differential pulse-code modulation (ADPCM) is a variant of differential pulse-code modulation (DPCM) that varies the size of the quantization step, to allow further reduction of the required data bandwidth for a given signal-to-noise ratio. Typically, the adaptation to signal statistics in ADPCM consists simply of an adaptive scale factor before quantizing the difference in the DPCM encoder. ADPCM was developed for speech coding by P. Cummiskey, Nikil S. Jayant and James L. Flanagan at Bell Labs in 1973.
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| dbo:abstract | De l'anglès "Adaptive Differential Pulse Code Modulation" (G.722) ADPCM és un codificador de forma d'ona basat en DPCM tot afegint-hi algunes funcionalitats. Abans de la digitalització s'agafa el senyal analògic i es divideix en bandes de freqüència gràcies als filtres ("Quadrature Mirror Filter") (s'obtenen sub-bandes de senyal). Cada sub-banda es tracta per separat utilitzant les propietats de DPCM, és a dir, es du a terme el procés de mostratge, quantificació de l'error de predicció i finalment es codifica. Un cop s'obté la ràfega de bits ("bitstream") de cada sub-banda, es multiplexen els resultats i es pot procedir a emmagatzemar les dades o bé transmetre-les. El descodificador ha de realitzar el procés invers, és a dir, desmultiplexar i descodificar cada sub-banda del "bitstream". Pel que fa als àmbits d'ús d'aquest codificador, pot ser convenient per a certes aplicacions, com ara en la codificació de veu, on el que fa és codificar la sub-banda que inclou la veu amb més bits que no pas les altres sub-bandes que no són de tant interès. És una manera de reduir la mida del fitxer resultant. (ca) Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM), auch Delta Pulse Code Modulation genannt, ist eine komprimierende Kodierung für ein Signal, welche ähnlich wie Differential Pulse Code Modulation (DPCM) auf Differenzwerten basiert, und bei der zusätzlich die Skalierung der Quantisierungsstufen in Abhängigkeit vom Signalverlauf angepasst (adaptiert) werden. ADPCM wurde 1973 an den Bell Laboratories von P. Cummiskey, N. S. Jayant und James L. Flanagan entwickelt. Im Bereich von Audiosignalen findet ADPCM im Rahmen verschiedener ITU-T-Standards wie G.726 Anwendung. Die Ausgangsdatenrate kann bei diesen Anwendungen dynamisch zwischen 16 kbit/s und 64 kbit/s angepasst werden. Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT) wie es bei Schnurlostelefonen Verwendung findet. (de) Adaptive differential pulse-code modulation (ADPCM) is a variant of differential pulse-code modulation (DPCM) that varies the size of the quantization step, to allow further reduction of the required data bandwidth for a given signal-to-noise ratio. Typically, the adaptation to signal statistics in ADPCM consists simply of an adaptive scale factor before quantizing the difference in the DPCM encoder. ADPCM was developed for speech coding by P. Cummiskey, Nikil S. Jayant and James L. Flanagan at Bell Labs in 1973. (en) Del inglés “Adaptive Differential Pulse Code Modulation” (G.726) ADPCM es un codificador de forma de onda basado en DPCM que añade algunas funcionalidades. Antes de la digitalización se coge la señal analógica y se divide en bandas de frecuencia gracias a los filtros QMF (“Quadrature Mirror Filter”)(se obtienen sub-bandas de señal). Cada sub-banda es tratada de modo distinto utilizando las propiedades de DPCM, es decir, se lleva a cabo el proceso de muestreo, cuantificación del error de predicción y finalmente se codifica. Un vez que se obtiene la sucesión de bits (“bitstream”) de cada sub-banda, se multiplexan los resultados y ya se puede proceder a almacenar los datos o bien transmitirlos. El decodificador tiene que realizar el proceso inverso, es decir, demultiplexar y decodificar cada sub-banda del “bitstream”. Por lo que hace a los ámbitos de uso de este codificador, puede ser conveniente en ciertas aplicaciones, como por ejemplo en la codificación de voz, donde lo que se puede hacer es codificar la sub-banda que incluye la voz con más bits que en las otras sub-bandas que no son de tanto interés. Es una manera de reducir el tamaño del fichero resultante. ADPCM se articula en la recomendación CCITT G.726, que reemplazó a los dos anteriores definiendo estándares para 16, 24, 32 y 40 kbits por segundo (que corresponden a tamaños de muestra de 2, 3, 4 y 5 bits respectivamente). * Datos: Q2869 * Multimedia: Adaptive DPCM / Q2869 (es) ADPCM DPCM-en oinarritutako kodetzailea da, funtzionaltasun batzuk gehitzen dizkiolarik. Digitalizazioa baino lehen seinale analogikoa hartu eta maiztasun bandetan zatitzen da (“Quadrature Mirror Filter”) iragazkiei esker. Banda horietako bakiotza era desberdinean tratazten da DPCM-ren propietateak erabiliz, hau da, laginketa prozesua, aurreikusitako errorearen kuantifikazioa eta azkenik kodifikazioa burutzen da. Banda bakoitzaren bit segida lortzen denean (“bitstream”), emaitzak multiplexatzen dira eta jadanik gordetzeko edo transmititzeko prest daude. Deskodetzaileak, alderantzizko prozesua egin behar du, hau da, “bitstream”-eko banda bakoitza desmultiplexatu eta deskodetu. Kodetzaile hau hainbat aplikaziotarako egokia da, ahotsaren kodifikazioan este baterako non bits gehien dituzten ahotsak kodifikatzen diren, hain interesgarriak ez diren ahotsak alde batera utziz. Hau, fitxategiaren tamaina txikitzeko aukera bat da. ADPCM, , eta estandarren bidez eratzen da. Azken honek, lehengo biak ordezkatu zituen, 16, 24, 32 eta 40kbts-eko estandarrak defininituz (2, 3, 4 eta 5 bit-eko laginen tamainei dagokien hurrenez hurren). (eu) L’Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM) (en français, Modulation par impulsions et codage différentiel adaptatif (MICDA)) est un algorithme non standardisé de compression de données avec perte. L’algorithme repose sur la présence d’un schéma de prédiction et d’un codage des erreurs entre la prédiction et le signal original. Les erreurs étant souvent de faibles magnitudes, une compression intéressante est possible grâce à la diminution des bits nécessaires à l’opération. Dans le cas de l'ADPCM, ce codage est dynamique et tient compte de la grandeur des erreurs en modifiant le pas de quantification. Lors du décodage, les erreurs sont ajoutées au signal issu de la prédiction pour obtenir un signal plus ou moins fidèle à l’original. Ce système est surtout utilisé pour les fichiers audio, en particulier les échantillons vocaux. En résumé, l'ADPCM tient compte des propriétés suivantes : * le signal est quasi-stationnaire ; * la prédiction est adaptative ; * la prédiction utilise les données précédentes et fournit de nouvelles données ; * la prédiction tente de minimiser l’erreur ; * une bonne prédiction assure une réduction de l'erreur et donc du taux de transmission. Au milieu des années 1980, le CCITT a introduit l’ADPCM à 32 kbit/s. Plus tard, le G.726 et avec des taux différents (16, 24, 32 et 40 kbit/s). Par la suite, plusieurs formats et variantes firent leur apparition. Citons notamment les codecs de Microsoft et Apple nommés IMA mais avec des différences entre les deux versions. (fr) ADPCM (acronimo di Adaptive Differential Pulse Code Modulation) è tipo di compressione audio digitale nonché estensione della codifica digitale PCM di base, usata largamente nel campionamento, quantizzazione e codifica di segnali audio, soprattutto in campo di telefonia fissa. (it) 適応的差分パルス符号変調（adaptive differential pulse code modulation：ADPCM、適応的差分PCM あるいは 適応差分PCM）とは自然信号に対する圧縮方式の一つである。主に音声信号に用いられる。 過去に復号された信号標本と現在の信号標本との差分信号を符号化する差分パルス符号変調（DPCM、差分PCM）を改良し、量子化幅を適応的に変化させるものである。 (ja) Adaptieve DPCM of ADPCM (adaptive differential pulse-code modulation) is een comprimerende codeermethode voor analoge signalen die gedefinieerd wordt door de specificatie. ADPCM past zijn kwantisatieniveaus aan aan het binnenkomende differentieelsignaal dat gegenereerd is door het DPCM proces. Als dit verschilsignaal zwak is (een laag vermogen heeft), verhoogt ADPCM het aantal kwantisatieniveaus. Als de sterkte van het verschilsignaal hoog is, wordt het aantal niveaus juist verlaagd. Op die manier zal de signaal-ruisverhouding uniform zijn door het gehele dynamisch bereik van het signaal. Door gebruik te maken van ADPCM zijn er minder bits nodig en kan de bitrate dus verlaagd worden tot 32 kbit/s (ten opzichte van 48 kbit/s bij DPCM en 64 kbit/s bij PCM). ADPCM wordt onder meer toegepast bij DECT-telefonie en in WAV-geluidsbestanden. (nl) ADPCM (ang. Adaptive Differential Pulse-Code Modulation) – adaptacyjna różnicowa modulacja kodowo-impulsowa, która jest metodą stratnej kompresji cyfrowego zapisu dźwięku. W przypadku sygnału analogowego musi najpierw nastąpić jego próbkowanie i zapis w postaci cyfrowej PCM. Realizowane jest to w celu zmniejszenia ilości danych potrzebnych do zapisu dźwięku i umożliwienia ich transmisji przez kanał o przepustowości od 16 do 32 kb/s. Metoda ta jest odmianą różnicowej modulacji kodowo-impulsowej (DPCM) stosującą zmienny rozmiar kroku kwantyzacji, co pozwala na dodatkowe zwiększenie stopnia kompresji danych reprezentujących dźwięk. W przypadku metody DPCM zamiast samych wartości próbek dźwięku (jak w metodzie PCM) zapisuje się tylko różnice pomiędzy kolejnymi wartościami – jest to tzw. technika predykcyjna (prognozująca) wykorzystująca fakt, że w poszczególnych sekwencjach sygnał dźwiękowy z reguły zmienia się nieznacznie, wystarczy więc zakodować jedynie jego różnice. Natomiast w ADPCM początkowo następuje adaptacja wartości do statystyk sygnału zwykle polegająca jedynie na zastosowaniu adaptacyjnego współczynnika skali przed kwantyzacją różnicy w enkoderze DPCM, w wyniku czego liczba bitów informacji o zmianie jest automatycznie dopasowywana do bieżących potrzeb. Dzięki metodzie ADPCM można na pojedynczej płycie CD-ROM zapisać około 16 godzin muzyki (z akceptowalną utratą jakości dźwięku), w odróżnieniu od 74 minut w przypadku zapisu standardowego CD-Audio (pomijając już fakt, że w standardowym formacie CD-Audio można zapisać ok. 807 MB danych, natomiast w formacie CD-ROM tylko ok. 703 MB – co wynika z wymogu umieszczenia na tym ostatnim dodatkowych danych służących do detekcji i korekcji błędów odczytu). ADPCM jest często używana jako technika do kodowania mowy i wykorzystywana w standardzie kompresji dźwięku G.726 w telefonii VoIP. (pl) Adaptive Differential Pulse-Code Modulation - ADPCM é uma técnica para converter som ou informação analógica em informação binária, através de amostras de som e expressando o valor dessa amostra em termos binários. O método normal (não-comprimido) de amostragem e quantização do sinal é chamado de codificação PCM (modulação por códigos de pulsos). Os métodos de modulação diferencial por códigos de pulsos (DPCM) fazem uma previsão do valor da próxima amostra de áudio, a partir dos valores anteriores, e codificam apenas a diferença entre o valor previsto e o real. Se o método de previsão for bom, essas diferenças serão pequenas, podendo ser codificadas com um número de bits menor que o das amostragens. (pt) Адапти́вная дифференциа́льная и́мпульсно-ко́довая модуля́ция (АДИКМ) (англ. Adaptive differential pulse-code modulation, ADPCM) — разновидность дифференциальной импульсно-кодовой модуляции, алгоритм которой подразумевает изменение шага квантования, что позволяет снизить требуемую полосу пропускания для заданного отношения сигнал/шум. Обычно адаптация основывается на адаптивном коэффициенте масштабирования. Алгоритм ADPCM был разработан в начале 1970-х годов П. Каммиски, Н. С. Джаянт и в Bell Labs для кодирования голоса. (ru) Адаптивна диференціальна імпульсно-кодова модуляція (АДІКМ) (англ. Adaptive differential pulse-code modulation, ADPCM) - різновид диференціальної імпульсно-кодової модуляції, алгоритм якої використовує зміну кроку квантування, що дозволяє знизити необхідну смугу пропускання для заданого відношення сигнал/шум. Зазвичай адаптація ґрунтується на адаптивному коефіцієнті масштабування. Алгоритм ADPCM був розроблений на початку 1970-х років П. Камміскі, Н. С. Джаянт і Джеймсом Л. Фланаганом в Bell Labs для кодування голосу. У АДІКМ на основі декількох попередніх значень величини сигналу прогнозується наступний дискретний сигнал і по каналу зв'язку передається тільки різниця між дійсною і прогнозованою величинами. Адаптивність полягає у динамічній підстроюванні кроку квантування по попереднім значенням.Детальний опис АДІКМ міститься в специфікаціях ITU-T G.721, G.723, G.726 і G.727. (uk) |
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(it) 適応的差分パルス符号変調（adaptive differential pulse code modulation：ADPCM、適応的差分PCM あるいは 適応差分PCM）とは自然信号に対する圧縮方式の一つである。主に音声信号に用いられる。 過去に復号された信号標本と現在の信号標本との差分信号を符号化する差分パルス符号変調（DPCM、差分PCM）を改良し、量子化幅を適応的に変化させるものである。 (ja) Адапти́вная дифференциа́льная и́мпульсно-ко́довая модуля́ция (АДИКМ) (англ. Adaptive differential pulse-code modulation, ADPCM) — разновидность дифференциальной импульсно-кодовой модуляции, алгоритм которой подразумевает изменение шага квантования, что позволяет снизить требуемую полосу пропускания для заданного отношения сигнал/шум. Обычно адаптация основывается на адаптивном коэффициенте масштабирования. Алгоритм ADPCM был разработан в начале 1970-х годов П. Каммиски, Н. С. Джаянт и в Bell Labs для кодирования голоса. (ru) De l'anglès "Adaptive Differential Pulse Code Modulation" (G.722) ADPCM és un codificador de forma d'ona basat en DPCM tot afegint-hi algunes funcionalitats. Abans de la digitalització s'agafa el senyal analògic i es divideix en bandes de freqüència gràcies als filtres ("Quadrature Mirror Filter") (s'obtenen sub-bandes de senyal). Cada sub-banda es tracta per separat utilitzant les propietats de DPCM, és a dir, es du a terme el procés de mostratge, quantificació de l'error de predicció i finalment es codifica. Un cop s'obté la ràfega de bits ("bitstream") de cada sub-banda, es multiplexen els resultats i es pot procedir a emmagatzemar les dades o bé transmetre-les. El descodificador ha de realitzar el procés invers, és a dir, desmultiplexar i descodificar cada sub-banda del "bitstream". (ca) Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM), auch Delta Pulse Code Modulation genannt, ist eine komprimierende Kodierung für ein Signal, welche ähnlich wie Differential Pulse Code Modulation (DPCM) auf Differenzwerten basiert, und bei der zusätzlich die Skalierung der Quantisierungsstufen in Abhängigkeit vom Signalverlauf angepasst (adaptiert) werden. ADPCM wurde 1973 an den Bell Laboratories von P. Cummiskey, N. S. Jayant und James L. Flanagan entwickelt. (de) ADPCM DPCM-en oinarritutako kodetzailea da, funtzionaltasun batzuk gehitzen dizkiolarik. Digitalizazioa baino lehen seinale analogikoa hartu eta maiztasun bandetan zatitzen da (“Quadrature Mirror Filter”) iragazkiei esker. Banda horietako bakiotza era desberdinean tratazten da DPCM-ren propietateak erabiliz, hau da, laginketa prozesua, aurreikusitako errorearen kuantifikazioa eta azkenik kodifikazioa burutzen da. Banda bakoitzaren bit segida lortzen denean (“bitstream”), emaitzak multiplexatzen dira eta jadanik gordetzeko edo transmititzeko prest daude. Deskodetzaileak, alderantzizko prozesua egin behar du, hau da, “bitstream”-eko banda bakoitza desmultiplexatu eta deskodetu. (eu) Del inglés “Adaptive Differential Pulse Code Modulation” (G.726) ADPCM es un codificador de forma de onda basado en DPCM que añade algunas funcionalidades. Antes de la digitalización se coge la señal analógica y se divide en bandas de frecuencia gracias a los filtros QMF (“Quadrature Mirror Filter”)(se obtienen sub-bandas de señal). Cada sub-banda es tratada de modo distinto utilizando las propiedades de DPCM, es decir, se lleva a cabo el proceso de muestreo, cuantificación del error de predicción y finalmente se codifica. Un vez que se obtiene la sucesión de bits (“bitstream”) de cada sub-banda, se multiplexan los resultados y ya se puede proceder a almacenar los datos o bien transmitirlos. El decodificador tiene que realizar el proceso inverso, es decir, demultiplexar y decodificar cada (es) L’Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM) (en français, Modulation par impulsions et codage différentiel adaptatif (MICDA)) est un algorithme non standardisé de compression de données avec perte. Lors du décodage, les erreurs sont ajoutées au signal issu de la prédiction pour obtenir un signal plus ou moins fidèle à l’original. Ce système est surtout utilisé pour les fichiers audio, en particulier les échantillons vocaux. En résumé, l'ADPCM tient compte des propriétés suivantes : (fr) ADPCM (ang. Adaptive Differential Pulse-Code Modulation) – adaptacyjna różnicowa modulacja kodowo-impulsowa, która jest metodą stratnej kompresji cyfrowego zapisu dźwięku. W przypadku sygnału analogowego musi najpierw nastąpić jego próbkowanie i zapis w postaci cyfrowej PCM. Realizowane jest to w celu zmniejszenia ilości danych potrzebnych do zapisu dźwięku i umożliwienia ich transmisji przez kanał o przepustowości od 16 do 32 kb/s. ADPCM jest często używana jako technika do kodowania mowy i wykorzystywana w standardzie kompresji dźwięku G.726 w telefonii VoIP. (pl) Adaptieve DPCM of ADPCM (adaptive differential pulse-code modulation) is een comprimerende codeermethode voor analoge signalen die gedefinieerd wordt door de specificatie. ADPCM past zijn kwantisatieniveaus aan aan het binnenkomende differentieelsignaal dat gegenereerd is door het DPCM proces. Als dit verschilsignaal zwak is (een laag vermogen heeft), verhoogt ADPCM het aantal kwantisatieniveaus. Als de sterkte van het verschilsignaal hoog is, wordt het aantal niveaus juist verlaagd. Op die manier zal de signaal-ruisverhouding uniform zijn door het gehele dynamisch bereik van het signaal. 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