自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）原理解析

DPCM 系统性能的改善是以最佳的预测和量化为前提的。但对语音信号进行预测和量化是复杂的技术问题，这是因为语音信号在较大的动态范围内变化。为了能在相当宽的变化范围内获得最佳的性能，可对 DPCM 系统采用自适应处理，有自适应系统的DPCM称为自适应差分脉冲编码调制，简称 ADPCM。

所谓自适应，是指编码器预测系数的改变与输入信号幅度值相匹配，从而使预测误差为最小值，这样预测的编码范围可减小，可在相同编码位数情况下提高信噪比。图 5-6-2 所示为 ADPCM 编码器的简化方框图。它由 PCM 码/线性码变换器、自适应量化器、自适应逆量化器、自适应预测器和量化尺度适配器组成。编码器输入的信号为非线性 PCM 码。可以是 A律和 μ 律 PCM 码。为了便于进行数字信号运算处理，首先将8位非线性码变换为12位线性码，然后进入 ADPCM 部分。线性PCM信号与预测信号相减获得预测误差信号。自适应量化器将该差值信号进行量化并编成 4 位 ADPCM 码输出。因此，ADPCM 语音信号的速率为32 kbps。

图5-6-2　自适应差分脉冲编码器的原理框图(www.xing528.com)

ADPCM 系统与 PCM 系统相比，可以大大压缩数码率和传输带宽，从而增加通信容量，用32 kbps 的传输速率基本能满足 64 kbps 的语音质量要求。因此，国际电信联盟（ITU）建议32 kbps 的 ADPCM 为长途传输中的一种新型国际通用的语音编码方法。