適応差動パルスコード変調

適応型差分パルス符号変調( ADPCM ) は、差分パルス符号変調(DPCM)の変形であり、量子化ステップのサイズを変化させることで、与えられた信号対雑音比に必要なデータ帯域幅をさらに削減することができます。

通常、ADPCMにおける信号統計への適応は、DPCMエンコーダで差を量子化する前の適応スケール係数のみで構成されます。^[1]

ADPCMは1973年にベル研究所のP.カミスキー、ニキル・S・ジャヤント、ジェームズ・L・フラナガンによって音声符号化のために開発されました。^[2]

電話の場合

電話では、1 回の通話の標準的なオーディオ信号は、各 8 ビットの 8000 アナログサンプル/秒としてエンコードされ、DS0と呼ばれる 64 kbit/s のデジタル信号になります。DS0 のデフォルトの信号圧縮エンコードは、 μ-law (mu-law) PCM (北米および日本) またはA-law PCM (ヨーロッパおよび世界のその他のほとんどの国) です。これらは、13 ビットまたは 14 ビットの線形 PCM サンプル番号が 8 ビットの値にマッピングされる対数圧縮システムです。このシステムは、国際標準G.711で説明されています。回線コストが高く、音声品質の低下が許容される場合は、音声信号をさらに圧縮することが理にかなっている場合があります。ADPCM アルゴリズムを使用して、一連の 8 ビット μ-law (または a-law) PCM サンプルを一連の 4 ビット ADPCM サンプルにマッピングします。この方法では、回線容量が 2 倍になります。この手法の詳細は、G.726標準に記載されています。

ADPCM技術はVoIP通信に使用されています。1990年代初頭には、インタラクティブマルチメディア協会がADPCM DVI、IMA ADPCM、DVI4などのレガシーオーディオコーデックを開発するためにADPCMも使用しました。 ^[3]

スプリットバンドまたはサブバンドADPCM

G.722 ^{[4] は、2 つのチャネルによる}サブバンド符号化とそれぞれの ADPCM 符号化に基づいて、48、56、64 kbit/s で動作するITU-T標準の広帯域音声コーデックです。 ^[5]デジタル化プロセスの前に、アナログ信号をキャッチし、直交ミラーフィルタ(QMF) を使用して周波数帯域に分割して、信号の 2 つのサブバンドを取得します。各サブバンドの ADPCM ビットストリームが得られると、結果が多重化され、次のステップはデータの保存または伝送です。デコーダーは、逆のプロセス、つまりビットストリームの各サブバンドを多重分離してデコードし、それらを再結合する必要があります。

コーディングプロセスについては、一部のアプリケーションでは音声コーディングと呼ばれ、音声を含むサブバンドは他のサブバンドよりも多くのビットでコーディングされます。これは、ファイルサイズを縮小する方法です。

ソフトウェア

WindowsサウンドシステムはWAVファイルでADPCMをサポートしました。^[6]

2024年10月31日現在^{[アップデート]}、FFmpegには50個のADPCMデコーダーと16個のエンコーダーが組み込まれており、そのいくつかはニッチな目的に応えている。たとえば、「ADPCM Westwood Studios IMA」（）は、古いコマンド＆コンカービデオゲームadpcm_ima_wsのオーディオをエンコードおよびデコードします。 ^[7]^[8]

GameCubeの DSP は、64 の同時オーディオチャネルでの ADPCM エンコーディングをサポートします。

参照

参考文献

^ケン・C・ポールマン（2005年）。デジタルオーディオの原理 。McGraw -Hill Professional。ISBN 978-0-07-144156-8。
^ Cummiskey, P .; Jayant, Nikil S .; Flanagan, James L. (1973 年 9 月)。「音声の差分 PCM コーディングにおける適応量子化」。The Bell System Technical Journal。52 ( 7): 1105–1118。doi : 10.1002 /j.1538-7305.1973.tb02007.x。
^ マルチメディアシステムにおけるデジタルオーディオ互換性を強化するための推奨プラクティス - レガシー IMA ADPCM 仕様、2009 年 7 月 6 日に取得。
^ ITU-T G.722 ページ。ITU-T 勧告 G.722 (11/88)、「64 kbit/s 以内の 7 kHz オーディオコーディング」。
^ ジェリー・D・ギブソン、トビー・バーガー、トム・ルカバウ（1998年）。マルチメディアのためのデジタル圧縮。モーガン・カウフマン。ISBN 978-1-55860-369-1。
^ 「PCM/ADPCM Wave ファイルの違いについて説明」。KB 89879 リビジョン 3.0。Microsoftサポート技術情報。2011 年 9 月 24 日。2013 年 12 月 31 日時点のオリジナルからアーカイブ。2013年 12 月 30 日取得。
^ 「一般ドキュメント」。FFmpeg.org。オーディオコーデック。 2024年10月31日閲覧。
^ "adpcmenc.c at 87068b9600daa522e3f45b5501ecd487a3c0be57". FFmpeg/FFmpeg リポジトリ. 2024-10-31. 行 998–1034 – GitHub経由.

[1] ^ケン・C・ポールマン（2005年）。デジタルオーディオの原理 。McGraw -Hill Professional。ISBN 978-0-07-144156-8。

[2] ^ Cummiskey, P .; Jayant, Nikil S .; Flanagan, James L. (1973 年 9 月)。「音声の差分 PCM コーディングにおける適応量子化」。The Bell System Technical Journal。52 ( 7): 1105–1118。doi : 10.1002 /j.1538-7305.1973.tb02007.x。

[3] マルチメディアシステムにおけるデジタルオーディオ互換性を強化するための推奨プラクティス - レガシー IMA ADPCM 仕様、2009 年 7 月 6 日に取得。

[4] ITU-T G.722 ページ。ITU-T 勧告 G.722 (11/88)、「64 kbit/s 以内の 7 kHz オーディオコーディング」。

[5] ジェリー・D・ギブソン、トビー・バーガー、トム・ルカバウ（1998年）。マルチメディアのためのデジタル圧縮。モーガン・カウフマン。ISBN 978-1-55860-369-1。

[6] 「PCM/ADPCM Wave ファイルの違いについて説明」。KB 89879 リビジョン 3.0。Microsoftサポート技術情報。2011 年 9 月 24 日。2013 年 12 月 31 日時点のオリジナルからアーカイブ。2013年 12 月 30 日取得。

[7] 「一般ドキュメント」。FFmpeg.org。オーディオコーデック。 2024年10月31日閲覧。

[8] "adpcmenc.c at 87068b9600daa522e3f45b5501ecd487a3c0be57". FFmpeg/FFmpeg リポジトリ. 2024-10-31. 行 998–1034 – GitHub経由.