تضمين نبضي مرمز تفاضلي

التضمين النبضي المرمز التفاضلي (بالإنجليزية: Differential pulse-code modulation)‏ اختصاراً DPCM، هو مرمز إشارة (بالإنجليزية: encoder)‏ يستخدم اساس فكرة التضمين النبضي المرمز (PCM) ولكنه يضيف بعض الوظائف بناءً على التنبؤ بعينات الإشارة. يمكن أن يكون الإدخال إشارة تمثيلية (بالإنجليزية: Analog signal )‏ أو إشارة رقمية (بالإنجليزية: Digital Signal)‏. 

إذا كان الإدخال عبارة عن إشارة تمثيلية متواصلة (بالإنجليزية: continuous time analog signal)‏، فيجب أن يتم أخذ عينات منه (بالإنجليزية: sampled )‏ أولاً حتى تكون الإشارة المتقطعة (بالإنجليزية: discrete-time signal)‏ هي المدخل إلى مشفر DPCM.
  • الخيار 1: خذ قيم عينتين متتاليتين ؛ إذا كانت عينات تمثيلية (بالإنجليزية: Analog samples)‏، قم بتحديدها (بالإنجليزية: Quantization (signal processing))‏؛ احسب الفرق بين الأول والأخير ؛ الإخراج (بالإنجليزية: 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) (بالإنجليزية: positive correlation of nearby values)‏ للإشارة ؛ يمكن تحقيق نسب الانضغاط بترتيب من 2 إلى 4 إذا تم تشفير الفروق فيما بعد لأن إنتروبيا(بالإنجليزية: 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 (بالإنجليزية: The difference between two consecutive quantized samples )‏

يقوم المشفر بوظيفة التمايز(بالإنجليزية: Differentiation)‏ ؛ يسبق جهاز تحديد الكمية (بالإنجليزية: quantizer)‏ تباين (بالإنجليزية: precedes)‏ العينات الكمية المجاورة ؛ مفكك الشفرة (بالإنجليزية: decoder)‏ هو تراكم، والذي إذا تم تهيئته (بالإنجليزية: initialized)‏ بشكل صحيح سيسترد الإشارة بالضبط.

الخيار 2: التحليل التجميعي (بالإنجليزية: Analysis by synthesis)‏

يسمح دمج مفكك التشفير داخل المشفر (بالإنجليزية: incorporation of the decoder inside the encoder)‏ بتكميم (بالإنجليزية: quantization)‏ الفروق، بما في ذلك التكميم غير الخطي، في المشفر (بالإنجليزية: encoder)‏، طالما يتم استخدام المكثف العكسي التقريبي بشكل مناسب في المستقبل. عندما يكون جهاز تحديد الكمية(المكثف) متجانسًا (بالإنجليزية: uniform)‏، يقوم مفكك التشفيرة بتجديد (بالإنجليزية: regenerates)‏ الاختلافات ضمنيًا، كما في الرسم البياني البسيط الذي أظهره كاتلر:

انظر أيضا

المراجع

  1. ^ 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.