Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция ( DPCM ) — это кодер сигнала, который использует базовую линию импульсно-кодовой модуляции (PCM), но добавляет некоторые функциональные возможности, основанные на прогнозировании выборок сигнала. Входной сигнал может быть аналоговым или цифровым .
Если входной сигнал представляет собой аналоговый сигнал непрерывного времени , его необходимо сначала дискретизировать , чтобы сигнал дискретного времени был входным сигналом для кодера DPCM.
Применяя один из этих двух процессов, устраняется кратковременная избыточность (положительная корреляция близких значений) сигнала; коэффициенты сжатия порядка от 2 до 4 могут быть достигнуты, если разности впоследствии кодируются энтропийно , поскольку энтропия разностного сигнала намного меньше, чем энтропия исходного дискретного сигнала, рассматриваемого как независимые выборки.
DPCM был изобретен К. Чапином Катлером в Bell Labs в 1950 году; его патент включает оба метода. [1]
Кодер выполняет функцию дифференцирования; квантователь предшествует дифференцированию соседних квантованных выборок; декодер представляет собой аккумулятор, который при правильной инициализации точно восстанавливает квантованный сигнал.
Включение декодера в кодер позволяет квантовать разности, включая нелинейное квантование, в кодере, при условии, что в приемнике соответствующим образом используется приблизительный обратный квантователь. Когда квантователь однороден, декодер неявно восстанавливает различия, как на этой простой диаграмме, которую показал Катлер:
