การกล้ำรหัสพัลส์

การกล้ำรหัสพัลส์ศัพท์บัญญัติราชบัณฑิตยสถาน สาขาเทคโนโลยีสารสนเทศ ๑๑ มี.ค. ๒๕๔๕ (, PCM) คือรูปแบบหนึ่งของกระบวนการบันทึกสัญญาณแอนะล็อกในรูปแบบดิจิทัลซึ่งมีการใช้งานแพร่หลายในระบบต่าง ๆ เช่น คอมพิวเตอร์, แผ่นซีดี, การฟังเพลงผ่านอินเทอร์เน็ตหรือโทรศัพท์พื้นฐานในปัจจุบัน โดยข้อมูลที่ถูกจัดเก็บแล้วจะประกอบไปด้วยสองส่วนหลัก ๆ คือ แอมพลิจูดและความถี่ของการจัดเก็บสัญญาณ ลักษณะการทำงานของการเข้ารหัสแบบนี้สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ขั้นตอน ได้แก่ การชักตัวอย่าง (sampling) การทำควอนไทซ์ (quantization) และการเข้ารหัสไบนารี (binary encoding)

การชักตัวอย่าง สัญญาณเสียงซึ่งอยู่ในรูปของสัญญาณแอนาล็อกจะถูกสุ่มค่าอย่างต่อเนื่องสม่ำเสมอด้วยอัตราคงที่ค่าหนี่ง ซึ่งตามทฤษฎีบทของไนควิสต์ (Nyquist's theorem) แล้วจะต้องทำการสุ่มด้วยอัตราที่มีค่าอย่างน้อยเป็น 2 เท่าของความถี่สูงสุดของสัญญาณเสียงเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหา aliasing เนื่องจากสัญญาณเสียงมีองค์ประกอบความถี่อยู่ระหว่าง 300-3400Hz ฉะนั้นอัตราการสุ่มมาตรฐานที่เลือกใช้กันทั่วไปมีค่าเท่ากับ 8000Hz ให้สังเกตว่าขั้นตอนการชักตัวอย่างเปรียบเสมือนการแปลงสัญญาณที่มีค่าต่อเนื่องทางเวลาไปเป็นสัญญาณที่มีลักษณะเป็นดิสครีตทางเวลา

ในอุตสาหกรรมดนตรีจะนิยมทำการชักตัวอย่างที่ความถี่ 44.1kHz เนื่องจากอัตราการสุ่มจะเป็นสองเท่าของความถี่สูงสุดที่มนุษย์สามารถได้ยินพอดี จึงทำให้เสียงที่ไม่มีการตกหล่นใด ๆ ในทางทฤษฎี

ส่วนอุตสาหกรรมภาพยนตร์จะทำการชักตัวอย่างที่ความถี่ 48kHz เนื่องจากสามารถหารได้ลงตัวกับจำนวนเฟรมของภาพ

สำหรับห้องอัดหรือสตูดิโอจะมีการทำการชักตัวอย่างที่ความละเอียดสูงกว่านั้นเพื่อใช้สำหรับการตัดแต่งเสียง ความถี่ที่ใช้จะมีตั้งแต่ 88.2kHz 96kHz 192kHz 384kHz หรือสูงยิ่งกว่านั้น แต่เมื่อชิ้นงานทำเสร็จแล้วก็มักวางจำหน่ายในความถี่ที่ต่ำลง เนื่องด้วยขนาดไฟล์ที่เล็กกว่า ต่อมาเมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้นก็เริ่มมีความต้องการไฟล์ที่มีความละเอียดสูงเหล่านี้จากกลุ่มผู้ที่ฟังเพลงจริงจัง จึงเริ่มเห็นไฟล์ที่มีอัตราการชักตัวอย่างสูง ๆ เหล่านี้วางจำหน่าย แม้จะมีข้อถกเถียงกันว่าประสาทหูของมนุษย์จะสามารถแยกแยะความแตกต่างเหล่านี้ได้จริงหรือเปล่าก็ตามhttps://secure.aes.org/forum/pubs/conventions/?ID=416

การทำควอนไทเซชัน เป็นการนำค่าแอมพลิจูดของสัญญาณที่สุ่มได้ในแต่ละเวลามาแปลงให้เป็นค่าดิสครีต กล่าวคือ จะมีการแบ่งระดับแอมพลีจูดของสัญญาณออกเป็นช่วงเล็ก ๆ ขนาดเท่ากัน โดยช่วงของระดับสัญญาณที่กำหนดขึ้นจะต้องครอบคลุมขนาดแอมพลิจูดของสัญญาณที่เป็นไปได้ทั้งหมด

การเข้ารหัสไบนารี ซึ่งมีหน้าที่ในการแทนช่วงระดับการควอนไทซ์ของสัญญาณแต่ละช่วงด้วยชุดบิตไบนารี ทั้งนี้เพื่อแทนค่าของสัญญาณที่มีแอมพลิจูดตกอยู่ภายในช่วงระดับสัญญาณแต่ละช่วงหรือค่าของสัญญาณที่ผ่านการควอนไทซ์แล้วด้วยชุดตัวเลขไบนารี

 อ้างอิง 

ลัญฉกร วุฒิสิทธิกุลกิจ. หลักการระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่. กรุงเทพมหานคร: สำนักพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2546.

หมวดหมู่:รูปแบบไฟล์คอมพิวเตอร์
หมวดหมู่:ระบบโทรศัพท์