ADPCM (adaptive differenzielle Pulscodemodulation) ist ein Algorithmus, der zur Kompression der Datenrate für die Audiokommunikation in der Telefonie verwendet wird und dabei eine akzeptable Audioqualität aufrecht erhält. Dieser Algorithmus wird am häufigsten dazu eingesetzt, um die Audioübertragungsraten in der Telefonie von 64 kbit/s (DS0) auf 32 kbit/s zu reduzieren. Dadurch verdoppelt sich die Kapazität des Telefonnetzwerks, weil doppelt so viele Anrufe auf Verbindungen mit höherer Bandbreite gemultiplext werden können. Dies ist vor allem für die internationalen Abschnitte des Telefonnetzwerks wichtig. Andere unterstützte Bitraten sind 16, 24 und 40 kbit/s. Transferraten von 16 und 24 kbit/s werden für überlastete Telefonsysteme verwendet. 40 kbit/s wird für Modems für Telefonleitungen genutzt, die schneller als 4,8 kbit/s sind. ADPCM wird als Encoder-/Decoder-Algorithmus für kabellose DECT Telefonsysteme verwendet.

 

Der ADPCM-Algorithmus wird vom Telekommunikationsstandard G.726 definiert. Der Algorithmus läuft auf einem pulscodemoduliertem (PCM-)Signal. Mit PCM werden analoge Audiosignale digital repräsentiert. Sie findet Verwendung in CD-Playern, Computern und vielen anderen Alltagsgeräten. Der Augenblickswert der Amplitude der Audiofrequenz wird mit einer speziellen logarithmischen Gewichtung abgetastet, dem sog. μ-Law-Verfahren oder einer sehr ähnlichen Variante, dem A-Law-Verfahren. Das ermöglicht eine Verschlüsselung der Audiosignale mit einem akzeptablen Maß an Störungen und Verzerrungen über den gesamten Dynamikumfang. Der ADPCM-Algorithmus transkodiert von diesen PCM-Audiosignalen zur und von der ADPCM-Kodierung.

 

Audiosignale können auf zwei Arten komprimiert werden. Die erste Methode kodiert die Audiosamples als differenzielle Werte und nicht als absolute Werte. Da sich die Amplitude von Audiosignalen langsamer als die Abtastrate ändert, können die Daten in dieser Form meist effizienter kodiert werden. Die zweite Methode ist ein prädiktiver Algorithmus, bei dem aus bereits übertragenen Werten Vorhersagen auf zu übertragene Werte getroffen werden und nur die tatsächliche Abweichung vom Prädiktionswert übertragen wird. Dadurch entsteht ein differenzielles Signal, bei dem der Empfänger den Input rückwärts verarbeitet, um das ursprüngliche Audiosample wiederherzustellen. Weil es sich um eine differenzielle Kodierung handelt, müssen die ursprünglichen Verhältnisse abgeschätzt werden und über eine Synchronisierungs- und Anpassungsmethode verwaltet werden.

 

ADPCM-Sprachkompression steuert Störungen auf eine spezielle Weise entgegen, die mit einer zeitgemäßen, höheren Qualität und effizienteren Audiokodieralgorithmen für die VoIP-Kommunikation zu tun hat. Der Algorithmus komprimiert Störsignale und Verzerrungen, sodass sie gleichmäßig über den Dynamikumfang verteilt sind, durch die Art und Weise wie die akustischen Prozesse im Ohr arbeiten. Diesen Vorgang nennt man verlustbehaftete Kompression. Wie gut die Kodierung funktioniert, wird mit dem MOS (mean opinion score) gemessen, der von Menschen, welche die kodierten Audiomuster angehört haben, erstellt wird. Moderne Algorithmen, die bei VoIp und in der mobilen Kommunikation eingesetzt werden, können bei gleicher MOS die ADPCM-Datenraten auf ein Viertel komprimieren.