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差動パルス符号変調（DPCM）は、パルス符号変調のように信号の値そのものを直接符号化するのではなく、信号の連続するサンプル間の変化を符号化します。したがって、復号は、DPCMサンプルを時間的に積分することによって行われます。入力信号は、アナログ信号でもデジタル信号でも構いません。
入力が連続時間アナログ信号の場合、離散時間信号にするためにサンプリングする必要があります。各DPCM値をエンコードする方法は次の2つです。
これら2つの方法のいずれかを適用すると、信号の短期的な冗長性（近傍の値の正の相関）が除去されます。差分をエントロピー符号化すると、差分信号のエントロピーが独立したサンプルとして扱われる元の離散信号のエントロピーよりもはるかに小さくなるため、 2～4程度の圧縮率を達成できます。しかし、この冗長性を除去すると、符号化された信号はより脆弱になります。[ 1 ]
デルタ変調は、DPCMよりも早く導入され、同様のフィードバック原理を使用しているため、DPCMの特殊なケースとみなすことができます。[ 1 ] DPCMは、 1950年にベル研究所のC.チャピン・カトラーによって発明されました。カトラーは、信号の微分を符号化する方法に加えて、2次微分を符号化する方法（二重積分を使用して信号を再構成する）と、信号の3次微分を符号化する方法（三重積分を使用して信号を再構成する）についても説明しています。[ 2 ]
カトラーの手法は、より一般的な概念である予測量子化システムの特定のケースとも考えられており、この用語はDPCMとほぼ同義で使われることもあります。ベル研究所のJBオニール・ジュニアによる記事には、「予測通信システムとは、実際の信号と、過去の信号に基づいて推定された信号の差を送信するシステムである。送信機と受信機の両方が、以前に送信された信号に基づいて信号値を推定または予測する。送信機はこの予測値を信号の真の値から差し引き、この差を送信する。受信機はこの予測値を受信した差分信号に加えることで、真の信号を得る。」とあります。[ 1 ]
エンコーダは微分機能を実行し、量子化器は隣接する量子化サンプルの差分の前に動作し、デコーダはアキュムレータであり、正しく初期化されていれば量子化信号を正確に復元します。
デコーダをエンコーダ内部に組み込むことで、受信機で適切な近似逆量子化器が使用されている限り、エンコーダ内で非線形量子化を含む差分の量子化が可能になります。以前のサンプルからの量子化誤差は積分によって蓄積されるため、後続の量子化は以前に蓄積された量子化誤差を部分的に補償します。量子化器が均一な場合、デコーダは差分を暗黙的に再生成します。これは、Cutlerが示したこの単純な図に示されています。
