自適應(yīng)差值脈沖編碼調(diào)制（ADPCM）基本原理
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自適應(yīng)差值編碼調(diào)制（ADPCM）是在差值脈沖編碼調(diào)制（DPCM）基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的，DPCM的工作原理參見原理教材有關(guān)章節(jié)。它在實(shí)現(xiàn)上采用預(yù)測技術(shù)減少量化編碼器輸入信號(hào)的多余度，將差值信號(hào)編碼以提高效率、降低編碼信號(hào)速率，這廣泛應(yīng)用于語音和圖像信號(hào)數(shù)字化。CCITT近幾年確定了64Kb/s—32kb/s的變換體制，將標(biāo)準(zhǔn)的PCM碼變換為32kb/s的ADPCM碼，傳輸后再恢復(fù)為64Kb/s的PCM信號(hào)，從而使64Kb/s數(shù)字話音壓縮速率一倍，使傳輸信道的容易擴(kuò)大一倍。
ADPCM中的量化器與預(yù)測器均采用自適應(yīng)方式，即量化器與預(yù)測器的參數(shù)能根據(jù)輸入信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性自適應(yīng)于最佳參數(shù)狀態(tài)。通常，人們把低于64Kb/s數(shù)碼率的語音編碼方法稱為語音壓縮編碼技術(shù)，語音壓縮編碼方法很多，自適應(yīng)差值脈沖調(diào)制（ADPCM）是語音壓縮編碼中復(fù)雜程度較低的一種方法。它能在32kbit/s數(shù)碼率上達(dá)到符合64kbit/s數(shù)碼率的語音質(zhì)量要求，也就是符合長途電話的質(zhì)量要求。
當(dāng)以高于奈奎斯特速率對(duì)話音或視頻信號(hào)抽樣時(shí)，在前后樣值間可以看到有明顯的相關(guān)性，將這些相關(guān)樣值按通常PCM系統(tǒng)的方式加以編碼時(shí)會(huì)使得編碼信號(hào)含有多余信息。如在編碼前將這種多余信息去掉，則可得到效率較高的編碼信號(hào)。為此，可先利用信號(hào)X（nts）的相關(guān)性對(duì)未來樣值進(jìn)行線性預(yù)測，預(yù)測器通常為抽頭延時(shí)濾波器（即FIR濾波器）如圖7－12所示。
線性預(yù)測器的預(yù)測值為：
其中ai為預(yù)測系數(shù)，在DPCM中為常數(shù)；在ADPCM中為自適應(yīng)變量。n為預(yù)測階數(shù)?？梢愿鶕?jù)預(yù)測誤差能量最小的準(zhǔn)則求出預(yù)測系數(shù)ai。這樣，PCM編碼器改為對(duì)差值信號(hào)e(nTs)=x(nTs)—x∧(nTs)進(jìn)行量化和編碼，以達(dá)到ADPCM編碼的目的。
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