PCMとADPCM

音などの自然信号は、ほとんどがアナログです。しかし、現在私たちが使っているコンピューターやほとんどの機器がデジタル化されているため、これらのアナログ信号をデジタル信号に変換することが必要不可欠となっています。例えば、コンピュータに音を録音するには、信号をビットの羅列で表現する必要がある。一般的に、マイクロホンはまず音をアナログの電気信号に変換する。そして、アナログの電気信号は、ビットの並びとして表現できるデジタル信号に変換される。このデジタル信号を導き出すには、さまざまな手法が考えられます。このようなデジタル技術として、PCM（Pulse-Coded Modulation）とADPCM（Adaptive Differential Pulse-Coded Modulation）がある。

パルス符号変調

PCMは、アナログ信号をビット列で表現する技術である。PCMでは、まず、信号の振幅を等間隔で測定する（正しくは、信号をサンプリングする）。これらのサンプルは、デジタル数値として保存されます。例えば、三角形の信号は、0, 1, 2, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -1, 0, 1, 2, 3, というシーケンスとして量子化することができる。この数字を2進数で表すと、0000、0001、0010、0011、0010、0001のようになります。 このようにして、デルタのアナログ信号がPCMのビット列に変換されるのです。

PCMは、デジタルテレフォニーの音声符号化方式として使用されており、コンピュータのデジタルオーディオの規格でもある。しかし、PCMは工夫次第で記憶容量や情報量の最適化が可能であり、ADPCMもその一つである。

適応型差動パルス符号変調方式

ADPCMは差動パルス符号化変調（DPCM）の一種で、サンプル全体の振幅を送るのではなく、連続するサンプル間の差を送る（または保存する）ものである。これにより、送信するビットの数を減らすことができます。例えば、三角形の信号の場合、連続する2つのサンプルの差は常にプラスまたはマイナス1である。第1サンプル送信時に、第2サンプルと第1サンプルの差分が提供されると、受信者は第2サンプルの値を導き出すことができます。このように、DPCMは信号をデジタルで表現するために必要なビット数を減らすことができます。

ADPCMは、DPCMにもう一つの改良を加えています。ADPCMは多くの符号化アプリケーションで広く使用されています。