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Codificação Diferencial DPCM, DM e ADM Bruno Edson

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Apresentação em tema: "Codificação Diferencial DPCM, DM e ADM Bruno Edson"— Transcrição da apresentação:

1 Codificação Diferencial DPCM, DM e ADM Bruno Edson

2 Codificação Diferencial  Histórico Codificação Diferencial  Definição e Funcionamento: DPCMDPCM DMDM ADM (CVSD)ADM (CVSD)  Vantagens e Desvantagens  Aplicações  Resumo

3 Histórico (Codificação Diferencial)  Necessidade A/D Alec Harvey Reeves – fidelidade 1’s e 0’s.Alec Harvey Reeves – fidelidade 1’s e 0’s.  PCM (A. H. Reeves) – 1937/1938  Codificação com Predição Linear Bell Telephone LaboratoriesBell Telephone Laboratories  DPCM (Cutler) e DM (Schouten)  ADM (ADPCM - Barnwell)

4 DPCM (Diferencial Pulse Code Modulation)  O sinal DPCM é a diferença entre o sinal PCM e sua predição(sinal anterior):  Menor nº de bits utilizado (compressão)  Simples Computacionalmente (Algoritmo)

5 DPCM (Diferencial Pulse Code Modulation)  O Sinal Resultante: Valor absoluto da amostraValor absoluto da amostra Diferença entre os valores das amostrasDiferença entre os valores das amostras

6 DPCM (Diferencial Pulse Code Modulation)  PCM X DPCM DPCM

7 DPCM (Diferencial Pulse Code Modulation)  Voz: 256=> 8bits => 8bits x 8kHz = 64Kbps256=> 8bits => 8bits x 8kHz = 64Kbps 64 => 6bits => 6bits x 8kHz = 48Kbps64 => 6bits => 6bits x 8kHz = 48Kbps G = ( )/64 = 16/64 = 25%G = ( )/64 = 16/64 = 25%  Imagem: 8bits => 8bits x (800x600)pxl =480kB8bits => 8bits x (800x600)pxl =480kB 6bits => 6bits x (800x600)pxl = 360kB6bits => 6bits x (800x600)pxl = 360kB G = ( )/480 = 120/480 = 25%G = ( )/480 = 120/480 = 25%

8 DPCM (Diferencial Pulse Code Modulation)  Diagrama em Blocos (Codificação)

9 DM (Delta Modulation)  Diferença Fixa: Passo, Step ou DeltaPasso, Step ou Delta  Estados: Sobe ou Desce (1 e 0)Sobe ou Desce (1 e 0)  Slope-Overload  Granular Error  Input / Output

10 DM (Delta Modulation)  Saídas:

11 DM (Delta Modulation)

12 Granular error (DM)  Como ou Sobe (1) ou Desce(0), o sinal não permanece em um mesmo nível.  Até mesmo muito próximo do valor real.

13 Slope-Overload (DM)  Sobre carga de Inclinação  A curva Sobe ou Decai mais rápido do que os passos possam acompanhar.

14 DM (Delta Modulation)  Diagrama em Blocos (Codificação)

15 ADM  Nomes: ADM (Adaptative Delta Modulation)ADM (Adaptative Delta Modulation) CVSD (Continuos, Variable Slope Delta- Modulation)CVSD (Continuos, Variable Slope Delta- Modulation)  Como DM com o tamanho dos passos variando com o tempo (adaptativo).

16 ADM (Codificador)

17 ADM (Decodificador)

18 ADM  Os passos variam de acordo com o histórico do sinal.  Equações: Sx(k) = e(k-2) + e(k-1)*Sx(k-1)Sx(k) = e(k-2) + e(k-1)*Sx(k-1) x^(k) = Sx(k) + Sx(k-1)x^(k) = Sx(k) + Sx(k-1)

19 ADM  Variação do Passo:

20 ADM  Grandes variações no sinal Passos MaioresPassos Maiores  Componentes de freqüência alta  Utilização de Filtros Passa-Baixas

21 Vantagens  DPCM: Qualidade muito boa, próxima ao PCM.Qualidade muito boa, próxima ao PCM. Simples ComputacionalmenteSimples Computacionalmente  DM: Apenas 1 bitApenas 1 bit Muito Simples de ImplementarMuito Simples de Implementar  ADM: Apenas 1 bitApenas 1 bit Mais fiel que o DM pela adaptatividadeMais fiel que o DM pela adaptatividade

22 Desvantagens  DPCM: Número de bits elevado em relação aos demais formas derivativasNúmero de bits elevado em relação aos demais formas derivativas Maior BandaMaior Banda  DM: Granular ErrorGranular Error Slope-OverloadSlope-Overload  ADM: Granular Error (passos pequenos)Granular Error (passos pequenos) Mais complexo que o DMMais complexo que o DM

23 Aplicações  Codificação Diferencial  Compressão de Dados: ÁudioÁudio  MPEG-3 (.mp3) ImagemImagem  JPEG (.jpg,.jpeg) VídeoVídeo  MPEG (.mpg)

24 Aplicações  DPCM: Creative Labs Video BlasterCreative Labs Video Blaster Codificador arquivos (.avi)Codificador arquivos (.avi)

25 Resumo (Recapitulando)  DPCM Diferença entre os sinaisDiferença entre os sinais Menos bitsMenos bits  DM Um bits - PassoUm bits - Passo Sobre-inclinação (Slope Over-load)Sobre-inclinação (Slope Over-load)  ADM Passo do DM variável com o tempoPasso do DM variável com o tempo

26 Referências Bibliográficas   REEVES, A. H., French Patent No / , July 5, 1937   REEVES, A. H., French Patent No , Oct. 3,   CUTLER, C.C., Differential Quantization for Communication Signals,, 1952, US Patent 2,605,361.   SCHOUTEN, J.S., F.E. DeJAGER, and J.A. GREEFKES, Delta Modulation, a New Modulation System for Telecommunications, 1952, Phillips, pp   BARNWELL, T.P., et al., Adaptive Differential PCM Speech Transmission, 1974, Rome Air Development Center.


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