Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция

Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция ( ADPCM ) - это вариант дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (DPCM), который изменяет размер шага квантования, чтобы обеспечить дальнейшее сокращение требуемой полосы пропускания данных для заданного отношения сигнал / шум .

Обычно адаптация к статистике сигналов в ADPCM состоит просто из адаптивного масштабного коэффициента перед квантованием разницы в кодировщике DPCM. ^[1]

ADPCM был разработан для кодирования речи П. Каммиски, Никилом С. Джаянтом и Джеймсом Л. Фланаганом в Bell Labs в 1973 г. ^[2]

В телефонии [ править ]

В телефонии стандартный аудиосигнал для одного телефонного звонка кодируется как 8000 аналоговых отсчетов в секунду по 8 бит каждая, что дает цифровой сигнал со скоростью 64 кбит / с, известный как DS0 . Кодирование сжатия сигнала по умолчанию на DS0 - либо PCM по μ-закону (мю-закон) (Северная Америка и Япония), либо PCM по закону A (Европа и большая часть остального мира). Это системы логарифмического сжатия, в которых 13- или 14-битный номер линейной PCM-выборки отображается в 8-битное значение. Эта система описана международным стандартом G.711.. Если стоимость каналов высока и потеря качества голоса допустима, иногда имеет смысл еще больше сжать голосовой сигнал. Алгоритм ADPCM используется для отображения серии 8-битных выборок PCM по μ-закону (или a-закону) в серию 4-битных выборок ADPCM. Таким образом, пропускная способность линии увеличивается вдвое. Этот метод подробно описан в стандарте G.726 .

Некоторые методы ADPCM используются при передаче голоса по IP . ADPCM также использовался Interactive Multimedia Association для разработки устаревшего аудиокодека, известного как ADPCM DVI, IMA ADPCM или DVI4, в начале 1990-х годов. ^[3]

Разделение диапазона или поддиапазона ADPCM [ править ]

G.722 ^[4] - это стандартный широкополосный речевой кодек ITU-T, работающий на скоростях 48, 56 и 64 кбит / с, на основе кодирования поддиапазонов с двумя каналами и кодирования ADPCM каждого из них. ^[5] Перед процессом оцифровки он улавливает аналоговый сигнал и разделяет его на полосы частот с помощью фильтров QMF (квадратурные зеркальные фильтры), чтобы получить два поддиапазона сигнала. Когда получен поток битов ADPCM каждого поддиапазона, результаты мультиплексируются, и следующим шагом является сохранение или передача данных. Декодер должен выполнить обратный процесс, то есть демультиплексировать и декодировать каждый поддиапазон битового потока и повторно объединить их.

Ссылаясь на процесс кодирования, в некоторых приложениях как на кодирование голоса, поддиапазон, который включает в себя голос, кодируется большим количеством битов, чем другие. Это способ уменьшить размер файла.

Программное обеспечение [ править ]

Звуковая система Windows поддерживается ADPCM в WAV файлы. ^[6]

В FFmpeg аудио кодеки , поддерживающие ADPCM являются adpcm_ima_qt , adpcm_ima_wav , adpcm_ms , adpcm_swf и adpcm_yamaha . ^[7]^[8]

См. Также [ править ]

Формат кодирования звука
Сжатие аудиоданных
Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ)

Ссылки [ править ]

^ Ken C. Pohlmann (2005). Принципы цифрового звука . McGraw-Hill Professional. ISBN 978-0-07-144156-8.
^ Cummiskey, P .; Джаянт, Никил С .; Фланаган, Джеймс Л. (сентябрь 1973 г.). «Адаптивное квантование в дифференциальном кодировании речи с ИКМ». Технический журнал Bell System . 52 (7): 1105–1118. DOI : 10.1002 / j.1538-7305.1973.tb02007.x .
^ Рекомендуемые методы для улучшения совместимости цифрового звука в мультимедийных системах - устаревшая спецификация IMA ADPCM, последнее обращение 6 июля 2009 г.
^ Страница ITU-T G.722 Рекомендация ITU-T G.722 (11/88), "Кодирование звука 7 кГц в пределах 64 кбит / с"
^ Джерри Д. Гибсон; Тоби Бергер; Том Лукабо (1998). Цифровое сжатие для мультимедиа . Морган Кауфманн. ISBN 978-1-55860-369-1.
^ «Объяснение различий между волновыми файлами PCM / ADPCM» . KB 89879 Версия 3.0 . База знаний Microsoft . 2011-09-24. Архивировано из оригинала на 2013-12-31 . Проверено 30 декабря 2013 .
^ «Общая документация FFmpeg - Аудиокодеки» . FFmpeg .org . Проверено 30 декабря 2013 .
^ "FFmpeg / adpcmenc.c at ee4aa388b2231e988eccdab652c55df080d6ad45 · FFmpeg / FFmpeg" . GitHub . 2017-02-15 . Проверено 5 февраля 2018 .

[1] Ken C. Pohlmann (2005). Принципы цифрового звука . McGraw-Hill Professional. ISBN 978-0-07-144156-8.

[2] Cummiskey, P .; Джаянт, Никил С .; Фланаган, Джеймс Л. (сентябрь 1973 г.). «Адаптивное квантование в дифференциальном кодировании речи с ИКМ». Технический журнал Bell System . 52 (7): 1105–1118. DOI : 10.1002 / j.1538-7305.1973.tb02007.x .

[3] Рекомендуемые методы для улучшения совместимости цифрового звука в мультимедийных системах - устаревшая спецификация IMA ADPCM, последнее обращение 6 июля 2009 г.

[4] Страница ITU-T G.722 Рекомендация ITU-T G.722 (11/88), "Кодирование звука 7 кГц в пределах 64 кбит / с"

[5] Джерри Д. Гибсон; Тоби Бергер; Том Лукабо (1998). Цифровое сжатие для мультимедиа . Морган Кауфманн. ISBN 978-1-55860-369-1.

[6] «Объяснение различий между волновыми файлами PCM / ADPCM» . KB 89879 Версия 3.0 . База знаний Microsoft . 2011-09-24. Архивировано из оригинала на 2013-12-31 . Проверено 30 декабря 2013 .

[7] «Общая документация FFmpeg - Аудиокодеки» . FFmpeg .org . Проверено 30 декабря 2013 .

[8] "FFmpeg / adpcmenc.c at ee4aa388b2231e988eccdab652c55df080d6ad45 · FFmpeg / FFmpeg" . GitHub . 2017-02-15 . Проверено 5 февраля 2018 .

[1]