نمذجة الكود النبضي التفاضلي (DPCM) هو مشفر إشارة (encoder) يستخدم اساس فكرة تعديل شفرة النبض (PCM) ولكنه يضيف بعض الوظائف بناءً على التنبؤ بعينات الإشارة. يمكن أن يكون الإدخال إشارة تمثيلية (Analog signal ) أو إشارة رقمية (Digital Signal).
إذا كان الإدخال عبارة عن إشارة تمثيلية متواصلة (continuous time analog signal)، فيجب أن يتم أخذ عينات منه (sampled ) أولاً حتى تكون الإشارة المتقطعة (discrete-time signal) هي المدخل إلى مشفر DPCM.
- الخيار 1: خذ قيم عينتين متتاليتين ؛ إذا كانت عينات تمثيلية (Analog samples)، قم بتحديدها (Quantization (signal processing))؛ احسب الفرق بين الأول والأخير ؛ الإخراج (Output) هو الفرق.
- الخيار 2: بدلاً من أخذ فرق بالنسبة لعينة إدخال سابقة، خذ الفرق نسبة إلى إخراج نموذج محلي لعملية فك الشفرة ؛ في هذا الخيار، يمكن قياس الفرق، مما يسمح بطريقة جيدة لإدراج خسارة متحكم فيها التشفير.
بتطبيق إحدى هاتين العمليتين، يتم التخلص من التكرار قصير المدى (الارتباط الإيجابي للقيم القريبة) (positive correlation of nearby values) للإشارة ؛ يمكن تحقيق نسب الانضغاط بترتيب من 2 إلى 4 إذا تم تشفير الفروق فيما بعد لأن إنتروبيا (entropy) إشارة الاختلاف أصغر بكثير من الإشارة المنفصلة الأصلية التي يتم التعامل معها كعينات مستقلة.
تم اختراع DPCM بواسطة C. Chapin Cutler في Bell Labs في عام 1950 ؛ تشمل براءته كلا الطريقتين.[1]
الخيار 1: الفرق بين عينتين كمتين متتاليتين ( The difference between two consecutive quantized samples )
يقوم المشفر بوظيفة التمايز(Differentiation) ؛ يسبق جهاز تحديد الكمية (quantizer) تباين (precedes) العينات الكمية المجاورة ؛ مفكك الشفرة (decoder) هو تراكم، والذي إذا تم تهيئته (initialized) بشكل صحيح سيسترد الإشارة بالضبط.
الخيار 2: التحليل التجميعي (Analysis by synthesis)
يسمح دمج مفكك التشفير داخل المشفر (incorporation of the decoder inside the encoder) بتكميم (quantization) الفروق، بما في ذلك التكميم غير الخطي، في المشفر (encoder)، طالما يتم استخدام المكثف العكسي التقريبي بشكل مناسب في المستقبل. عندما يكون جهاز تحديد الكمية(المكثف) متجانسًا (uniform)، يقوم مفكك التشفيرة بتجديد (regenerates) الاختلافات ضمنيًا، كما في الرسم البياني البسيط الذي أظهره كاتلر:
مقالات ذات صلة
- DPCM التكيفي
- تعديل دلتا، حالة خاصة من DPCM حيث يتم تمثيل الاختلافات e Q [n] بتة واحدة كـ ± Δ
- طرق تعديل النبض
- تعديل دلتا سيغما
المراجع
- U.S. patent 2605361, C. Chapin Cutler, "Differential Quantization of Communication Signals", filed June 29, 1950, issued July 29, 1952 نسخة محفوظة 2020-05-16 على موقع واي باك مشين.