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差分脉码调制

对模拟信号的编码模式

差分脉冲编码调制，简称差分脉码调制，是一种对模拟信号的编码模式，与PCM不同每个抽样值不是独立的编码，而是先根据前一个抽样值计算出一个预测值，再取当前抽样值和预测值之差作编码用。此差值称为预测误差。抽样值和预测值非常接近(因为相关性强)，预测误差的可能取值范围比抽样值变化范围小，所以可用少几位编码比特来对预测误差编码，从而降低其比特率。这是利用减小冗余度的办法，降低了编码比特率。

相关概念
所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。
基本原理
DPCM系统原理框图如下图1所示：
图中是编码器输入采样值信号，是对重建信号的线性预测值，它是前N个样值得线性加权组合，定义为，式中，是预测系数。当前样值与预测值之间的误差为
称为差值。若略去量化误差不计，则上图所示DPCM系统中预测误差滤波器的传输函数
重建信号为，式中H（Z）称为重建滤波器的传输系数。
在上图中，DPCM编码器是对差值d(k)进行量化编码。d（k）经量化后输出，编码器将量化后的每个预测误差进行编码，输出二进制数字序列。
量化信噪比
DPCM系统的总量化误差定义为编码器输入信号样值与重建信号之差，即
由上式可见，这种DPCM系统的总量化误差仅与差值信号d(k)的量化误差有关系。与都是随机量，因此DPCM系统总的量化信噪比为：
式中，是把差值序列作为信号时量化器的量化信噪比，与PCM系统考虑量化误差时所计算的信噪比相当。可以理解为DPCM系统相对于PCM系统而言的信噪比增益，称为预测增益。
由量化信噪比公式可以看出，DPCM系统总的量化信噪比远大于量化器的信噪比。因此要求DPCM系统达到与PCM系统相同的信噪比，则可降低对量化器信噪比的要求，即可减少量化级数，从而减少码位数，降低比特率，减少传输带宽。
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