[본문 스크랩] ADPCM/PCM

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간단하게...말해서

PCM:

입력된 아날로그 신호를 잡음이 없는 디지털 신호로 변환하는 데 사용되는 기법. 멀티미디어에서는 사운드를 디지털로 샘플링하는데 사용된다.

ADPCM:

멀티미디어에서 실제 값을 암호화하는 대신 연속적인 샘플간의 차이를 암호화시키는 이진 전파 압축 방식으로서, CD-ROM XA와 CD-I디스크에서 많이 사용하는 저장 기법이다

PCM

PCM은 아날로그 데이터 전송을 위한 디지털 설계이다. PCM 내의 신호들은 바이너리, 즉 논리 1(높음)과 논리 0(낮음)으로 표현되는 오직 두 가지 상태만이 가능하다. 아무리 복잡한 아날로그 파형이 있다해도 이것은 변하지 않는다. PCM을 사용하여 동영상 비디오, 음성, 음악, 원격측정, 그리고 가상 현실 등을 포함한 모든 형태의 아날로그 데이터를 디지털화하는 것이 가능하다.

통신 회로의 아날로그 파형으로부터 PCM을 취득하기 위해, 아날로그 신호의 진폭이 정기적으로 표본 추출된다. 표본 추출 비율 또는 초당 표본의 개수는 아날로그 파형의 최대 주파수의 수 배에 이른다. 각 추출 견본에서 아날로그 신호의 순간 진폭은 미리 결정된 등급, 즉 몇 개의 특유한 값과 가장 가깝도록 사사오입된다. 이 과정을 양자화라고 부른다. 등급의 숫자는 항상 2의 배수가 되는데, 예를 들어, 8, 16, 32, 또는 64 등이다. 이러한 숫자들은 3, 4, 5, 또는 6 개의 비트에 의해 각각 표현될 수 있다. 그래서, PCM의 출력은 일련의 2진수이며, 각각은 2 비트의 멱으로 표현된다.

통신회로의 수신측에서, PCM은 2진수를 다시 같은 양의 등급을 가지는 펄스로 변환한다. 이러한 펄스들은 원래의 아날로그 파형을 복원하기 위해 한층 더 처리된다.

ADPCM

1. 개요
  DPCM 방식의 성능 개선을 위해 음성 정보를 국부적으로 고정적인 상태로 취급할수 있는

 구간으로 분할해서 신호의 통계적 특성을 구한후, 그에 따른 적용 예측 방식과 적응 양자화

 방식을 적용한 것이 ADPCM 임

2. 정의

- ADPCM은 adaptive differential PCM의 약칭으로 정응 DPCM이라함
- DPCM의 적응 예측기와 DM의 적응 양자화기를 도입한 부호화기로 ITU-T에서  권고하는

  증속 부호기임
- 표준 PCM에서의 표본당 8비트 부호를 4비트 부호로 줄일수 있음

3. 양자화 계단 크기 결정법

1) 전방향 추정방식
- 양자화 계단크기의 값 계산을 양자화기 입력측에서 수행하며 송신기 부가정보로 그 크기도

  전송되어야 함
- 양자화 되지 않는 신호파의 표본값을 저장하 버퍼 필요
- 부호화 과정에서 처리 지연 발생

2) 후방향 추정방식
- 양자화 계단 크기의 값 계산을 양자화기 출력측에서 수행하므로 부가정보 전송이 불필요함
- 표본값 저장용 버퍼나 처리지연이 발생치 않음
- 예측로직에서는 양자화된 펄수값을 기초로 예측 계수들을 조절하며, 이 값에 의해 예측기의
  계수들은 최적의 상태 유지

4. 특징
- 과거신호의 샘플값들의 변화에 따라 스탭크기를 변화시킨 양자화기를 사용
- 음성신호의 특징을 이용하여 과거신호에 의한 예측값과 샘플링 값의 차이를 코딩
- 양자기와 예측기를 적용시켜 양자화 잡음 줄임
- PCM과 동일 이상의 음질을 유지하며 전송속도를 32K로 줄일수 있음
- PCM보다 구성이 복잡함

 

 

 

PCM (Pulse Code Modulation)

펄스부호변조방식. 레코드나 라디오의 음성은 음의 강약을 그대로 전류 의 강약으로 전달, 재생하는 애널로그 방식을 취하고 있다. 이에 대해 음의 강약을 1이나 0의 신호(1은 전류가 흐르고 0은 흐르지 않는)의 조합, 즉 디지털 신호로 변환해서 보내는 것이 PCM이다.

PCM신호를 생성하는 순서는 우선 아날로그신호를 양자화하여 PAM신호로 만든다음, 그 펄스의 디지털 레벨의 비트 수만큼 2진 코드열로 변환한다.

입력한 값을 그대로 기록하여 데이터 압축을 하지 않은 방식으로 용량이 크다.

ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation)

표본화 된 신호의 차이를 저장하는 방식 .

음성 신호 부호화 방식의 하나. 표준적인 펄스 부호 변조(PCM)에 의한 디지털 신호의 비트 수(64kbps)를 낮추어 줄이기 위한 방법의 하나이다. 음성 대역을 2분할하여 그 각각을 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM)에 의해 부호화하는 32kbps 방식에서는, 각 부대역을 4비트로 양자화하여 4kHz로 표본화한다. 16kbps 방식에서는 저역의 부대역을 3비트, 고역의 부대역을 2비트로 양자화하여 각각을 3kHz, 2kHz로 표본화한다

기본적으로 PCM 방법으로 기록한 것과 내용이 같으나 데이터 압축에 의한 값을 기록하므로 최대 4:1 까지 압축이 가능하다.

 

 

ADPCM

ADPCM은 음향의 빈번한 표본을 취하고 추출된 음향 변조 값을 이진 형태로 표현함으로써 음향이나 아날로그 정보를 이진 정보로 변환시키기 위한 기술이다. ADPCM은 CD-ROM 상에 텍스트, 이미지, 코드 등과 함께 음향을 저장하는데 사용될 뿐 아니라, 장거리 광케이블을 통해 음향을 전송하는 데에도 사용된다.

ADPCM:

DPCM 방식의 성능 개선을 위해 음성 정보를 국부적으로 고정적인 상태로 취급할수 있는 구간으로 분할해서 신호의 통계적 특성을 구한후, 그에 따른 적용 예측 방식과 적응 양자화 방식을 적용한 것이 ADPCM 이다. 과거신호의 샘플값들의 변화에 따라 스탭크기를 변화시킨 양자화기를 사용한다.

- 음성신호의 특징을 이용하여 과거신호에 의한 예측값과 샘플링 값의 차이를 코딩

- 양자기와 예측기를 적용시켜 양자화 잡음 줄임

- PCM과 동일 이상의 음질을 유지하며 전송속도를 32K로 줄일수 있음

- PCM보다 구성이 복잡함

PCM:

연속적으로 변화하는 아날로그 데이터 신호의 진폭을 비트 단위로 샘플링하여 디지털 신호로 변조하는 방식.

-제한된 디지털의 크기로 연속된 신호를 정확하게 표현한다는 것은 매우 어렵고 제한된 크기의 디지털 신호에 따라 오차 값이 발생하는데 이를 정량화 잡음, 양자화 잡음이라고 한다. 이런 정량화 잡음은 디지털 데이터의 비트수가 클수록 크기가 감소하며, 비트 수가 작을수록 정량화 잡음이 커지게 된다.