ADPCM (adaptive delta pulse code modulation)

Das ADPCM-Verfahren (Adaptive Delta Pulse Code Modulation) ist eine Pulscodemodulation mit einem Vorhersagemechanismus. Diese Prädiktion versucht die mögliche Signalform zu ermitteln und bildet daraus die Differenz mit dem tatsächlichen Signal. Da die Differenz zwischen diesen beiden Signalen geringer ist als das tatsächliche Signal, kann diese Differenz mit einer kleineren Bitzahl codiert werden.


Das vorhergesagte Signal wird kontinuierlich an das tatsächlich vorhandene Signal angepasst. Die Anpassung des vorhergesagten Signals an das tatsächliche Signal erfolgt beim Eingangssignal, wodurch eine bessere Vorhersage als bei der Differential Pulse Code Modulation (DPCM) möglich ist.

Das verlustbehaftete Kompression ADPCM reduziert das Datenaufkommen von Sprache und Musik von 64 kbit/s um mindestens 50% auf 32 kbit/s.

Die Standardisierung von ADPCM

Prinzip der adaptiven Deltamodulation, ADPCM

Prinzip der adaptiven Deltamodulation, ADPCM

Das ADPCM-Verfahren wurde 1986 als ITU-Standard G.721, später unter G.726 und G.727 für höhere Datenraten bis 40 kbit/s spezifiziert und benutzt eine Extrapolation zwischen zwei benachbarten Abtastwerten mit einer gewissen Unsicherheit in der Vorhersage des folgenden Abtastwertes. Dem Verfahren nach wird bei der ADPCM-Codierung zunächst das Eingangssignal linear quantisiert. Das resultierende Signal wird gewichtet und dient als Offset für die Vorhersage des Signalverlaufs. Codiert wird die Differenz zwischen dem tatsächlichen Abtastwert und einem extrapolierten Signalpegel, die auf den momentanen Unterschied in beiden Pegeln zurückzuführen ist. Der extrapolierte Pegel wird durch die beiden vorherigen Abtastwerte ermittelt. Der implementierte Algorithmus ist abhängig von den Eingangspegeln, der Auflösung und den Frequenzanforderungen. Ein in G.721 eingesetzter Algorithmus ist beispielsweise der IMA-Algorithmus von der Interactive Multimedia Association (IMA).

Codierverfahren für die Sprachübertragung

Codierverfahren für die Sprachübertragung

Details zu ADPCM legte die ITU-T in den Empfehlungen G.726 und G.727 für Sprachcodecs fest, in der Datenraten von 16, 24, 32 und 40 kbit/s vorgesehen sind.

Nach dem neuen ITU-Standard G.722 für breitbandige Sprachübertragung, bei dem ein Frequenzbereich von 50 Hz bis 7 kHz zugrunde gelegt wird - dieser würde bei normaler PCM-Technik 128 kbit/s zur Folge haben -, wird eine Kompression auf 64 kbit/s erzielt. Dieser Standard wird beispielsweise bei ISDN-Bildtelefonen angewendet. Es gibt weitere ADPCM-Varianten, die vom Verfahren her gleich sind, allerdings nur mit 3 oder sogar nur mit 2 Bit digitalisieren.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Adaptive Delta-Pulscodemodulation
Englisch: adaptive delta pulse code modulation - ADPCM
Veröffentlicht: 09.11.2013
Wörter: 354
Tags: #Modulationstechniken
Links: Algorithmus, Anpassung, Auflösung, Bit (binary digit), Datenrate