dpcm是什麼意思，dpcm的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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DPCM，全稱為差分脈沖編碼調制（Differential Pulse Code Modulation），是一種用于信號（特别是語音和圖像信號）壓縮的數字編碼技術。它的核心思想是利用信號樣本之間的相關性和冗餘性，通過預測當前樣本的值并僅對預測誤差（實際值與預測值之差）進行編碼，來實現比标準PCM（脈沖編碼調制）更高的壓縮效率。

以下是DPCM工作原理的詳細解釋：

1. 預測： 在編碼過程中，系統首先根據先前已編碼的一個或多個樣本來預測當前樣本的值。這個預測值通常基于一個簡單的線性預測模型。例如，一個最常用的一階預測器會假設當前樣本的值等于前一個樣本的值。
   • 預測值 (P[n])： 基于曆史樣本計算出的對當前樣本 S[n] 的估計值。
2. 計算差值： 計算當前樣本的實際值 S[n] 與預測值 P[n] 之間的差值。
   • 差值/預測誤差 (D[n])： D[n] = S[n] - P[n]
3. 量化： 這個差值 D[n] 通常比原始樣本值 S[n] 的幅度範圍要小得多（因為相鄰樣本通常是相關的，預測值接近實際值）。然後，這個差值信號 D[n] 被送入一個量化器。量化器将連續的差值信號離散化，映射到有限個離散的量化電平之一。這一步是有損的，會引入量化誤差，是DPCM壓縮的主要失真來源。
   • 量化差值 (Q[n])： Q[n] = Quantize(D[n])
4. 編碼： 量化後的差值 Q[n] 被編碼成二進制碼字（例如，使用固定長度的PCM編碼）。這個編碼後的比特流就是最終的壓縮數據。
5. 解碼與重建： 在接收端（解碼器），過程是逆向的：
   • 解碼器收到編碼後的量化差值 Q[n]。
   • 解碼器使用與編碼器完全相同的預測器（基于之前已解碼的重建樣本）計算出對當前樣本的預測值 P'[n]（理想情況下 P'[n] = P[n]）。
   • 解碼器将收到的量化差值 Q[n] 加到預測值 P'[n] 上，得到重建的樣本值 S'[n]。
   • 重建樣本 (S'[n])： S'[n] = P'[n] + Q[n]
   • 這個重建樣本 S'[n] 會被送入預測器，用于預測下一個樣本。

DPCM的關鍵優勢：

• 數據壓縮： 由于相鄰信號樣本通常高度相關，預測誤差 D[n] 的幅度通常遠小于原始樣本 S[n] 的幅度。對幅度較小的誤差信號進行量化編碼，所需的量化電平數（比特數）比直接對原始樣本編碼（PCM）要少得多，從而實現了數據壓縮。
• 計算相對簡單： 基本的DPCM編解碼器實現起來比更複雜的變換編碼（如DCT/JPEG, DWT/JPEG2000）或現代視頻編碼标準簡單。

DPCM的應用：

DPCM是許多現代壓縮技術的基礎或組成部分，尤其在早期和中等複雜度的系統中：

• 語音編碼： 是早期電話網絡和語音存儲系統（如G.721 ADPCM标準）的核心技術之一。自適應DPCM (ADPCM) 通過動态調整量化步長或預測系數，進一步提高了語音壓縮的性能和魯棒性。
• 圖像壓縮： 在無損或近無損圖像壓縮中（如TIFF的無損模式、醫學成像），DPCM（特别是使用不同預測器的一維或二維預測）是一種常用方法。它也是JPEG-LS（無損JPEG）标準的核心預測編碼部分。
• 視頻壓縮： 在視頻編碼标準（如H.261, H.263, MPEG-1/2/4）中，幀内編碼（I幀）部分常使用基于塊的DPCM技術（對塊内的像素進行預測編碼）。

與PCM的區别：

标準PCM直接對每個樣本的幅度進行采樣、量化和編碼。而DPCM則是對樣本間的變化量（預測誤差）進行量化和編碼。正是這種對信號差分的處理，利用了信號的相關性，使得DPCM在保持可接受重建質量的前提下，能夠顯著降低比特率。

權威參考來源：

• IEEE Xplore Digital Library: 作為電氣電子工程師學會的文獻庫，包含大量關于信號處理、編碼理論的經典論文和标準文檔，其中詳細闡述了DPCM的原理、性能分析及其變種（如ADPCM）。例如，搜索關鍵詞 "DPCM", "Differential PCM", "Speech Coding", "Image Compression" 可以找到相關文獻。
• ITU-T Recommendations (國際電信聯盟電信标準化部門): ITU-T制定了許多語音和視頻編碼标準，其中G.721, G.726, G.727等标準基于ADPCM技術，是DPCM家族的重要應用實例。這些标準文檔提供了權威的技術規範。
• 經典教材：
  • Digital Coding of Waveforms: Principles and Applications to Speech and Video by N. S. Jayant and Peter Noll (Prentice-Hall). 這本書是波形編碼領域的經典著作，對DPCM有深入講解。
  • Digital Image Processing by Rafael C. Gonzalez and Richard E. Woods. 該書在圖像壓縮章節會介紹DPCM在圖像中的應用。
  • Discrete-Time Signal Processing by Alan V. Oppenheim and Ronald W. Schafer. 這本信號處理經典教材也會涉及預測編碼和DPCM的基本概念。

網絡擴展資料

DPCM（Differential Pulse Code Modulation，差分脈沖編碼調制）是一種基于預測和差值編碼的信號處理技術，主要用于數據壓縮和高效傳輸。以下是其詳細解釋：

1.基本定義

DPCM通過對信號的預測誤差進行編碼，減少數據冗餘。其核心思想是利用信號的相關性，用當前抽樣值與預測值的差值代替原始信號值進行編碼。這種差值通常比原始信號值更小，從而降低編碼所需的比特數。

2.工作原理

• 預測步驟：根據前一個或多個信號樣本（如時間或空間上的鄰近值）生成當前樣本的預測值。常用線性預測方法，例如用曆史樣本的加權和估計當前值。
• 差值計算：将實際信號值與預測值相減，得到預測誤差（差值）。
• 量化與編碼：對差值進行量化（可能引入有損壓縮）并編碼傳輸。解碼端通過反量化并疊加預測值恢複信號。

3.技術特點

• 壓縮效率：差值範圍較小，可用更少比特表示，適用于語音、圖像等連續信號的壓縮。
• 實現複雜度：需内嵌解碼器以減少累積誤差，屬于閉環系統。
• 類型：根據量化方式可分為無損DPCM（僅預測不量化）和有損DPCM（含量化步驟）。

4.應用領域

• 通信系統：用于模拟信號數字化傳輸，如電話語音編碼。
• 數據壓縮：廣泛應用于圖像（如JPEG）、音頻等多媒體編碼。
• 實時處理：因硬件實現簡單，適合醫學圖像等實時壓縮場景。

5.其他含義

在非技術領域，DPCM可能縮寫為“點/厘米”（Dots Per CentiMeter）或意大利語中的政府法令（Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri），但此類用法較少見。

如需進一步了解具體實現（如MATLAB代碼或量化公式），中的技術細節。

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