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Adaptive Differential Pulse Code Modulation

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Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM), auchDelta Pulse Code Modulation genannt, ist eine komprimierendeKodierung für ein Signal, welche ähnlich wieDifferential Pulse Code Modulation (DPCM) aufDifferenzwerten basiert, und bei der zusätzlich die Skalierung derQuantisierungsstufen in Abhängigkeit vom Signalverlauf angepasst (adaptiert) werden. ADPCM wurde 1973 an denBell Laboratories von P. Cummiskey, N. S. Jayant undJames L. Flanagan entwickelt.[1]

Im Bereich von Audiosignalen findet ADPCM im Rahmen verschiedenerITU-T-Standards wieG.726 Anwendung. Die Ausgangsdatenrate kann bei diesen Anwendungen dynamisch zwischen 16 kbit/s und 64 kbit/s angepasst werden. Ein weiteres Anwendungsbeispiel istDigital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT) wie es beiSchnurlostelefonen Verwendung findet.

Funktionsweise

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ADPCM ist einePuls-Code-Modulation mit Vorhersagefunktion. Bei der Verarbeitung des Signals wird versucht, den weiteren Signalverlauf innerhalb des nächsten Abschnitts vorherzusagen. Für dieQuantisierung desSignals im nächsten Zeitschritt wird so nur die Differenz zwischen vorhergesagtem und realem Signal verwendet. Durch diese Differenzbildung können so weniger Bits zur Beschreibung des Signals verwendet werden.

Bei diesem Verfahren wird sowohl die Vorhersagefunktion als auch die Quantisierungsstufe bei jedem Arbeitsschritt neu „adaptiert“. Durch diesenRegelkreis wird eine bessere Vorhersage des Signals erreicht als beiDPCM.

Auch bei derEmulation von Computer- undArcade-Spielen wird ADPCM verwendet. Siehe auchM.A.M.E. undIrem M-62.

Implementierungen

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Bekannte Implementierungen sind das IMA ADPCM bzw. IMADPCM, Microsoft ADPCM bzw. MSADPCM, Microsoft IMA ADPCM und Apple QuickTime IMA ADPCM.

ITU-T Empfehlungen

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  • G.721 (zurückgezogen) 32 kbit/s adaptive differential pulse code modulation (ADPCM)
    Der Inhalt dieser Empfehlung wird jetzt von der Empfehlung ITU-T G.726 abgedeckt.
  • G.726: 40, 32, 24, 16 kbit/s adaptive differential pulse code modulation (ADPCM)
  • G.727: 5-, 4-, 3- and 2-bit/sample embedded adaptive differential pulse code modulation (ADPCM)
  • G.722: Subband-ADPCM für den Frequenzbereich von 50 Hz bis 7000 Hz mit einer Abtastrate von 16 kHz und quantisiert mit 14 Bit

Literatur

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  • Andreas Kanbach, Andreas Körber:ISDN – die Technik. Schnittstellen, Protokolle, Dienste, Endsysteme. 3., neubearbeitete und stark erweiterte Auflage. Hüthig, Heidelberg 1999,ISBN 3-7785-2288-4.
  • Roland Enders:Das Homerecording Handbuch. Der Weg zu optimalen Aufnahmen. 3., überarbeitete Auflage, überarbeitet von Andreas Schulz. Carstensen, München 2003,ISBN 3-910098-25-8.

Einzelnachweise

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  1. P. Cummiskey, N. S. Jayant, J. L. Flanagan:Adaptive quantization in differential PCM coding of speech. In:The Bell System Technical Journal.Band 52,Nr. 7, September 1973,ISSN 0005-8580,S. 1105–1118 (englisch,alcatel.hu (archivierte Version) [PDF;6,5 MB; abgerufen am 20. April 2024]). 
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