美畅物联丨从模拟到数字的华丽转身：PCM及其衍生编码技术解析

脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM）作为最基础且核心的音频编码技术之一，通过取样、量化和编码，将连续变化的模拟音频信号精准转化为离散化的数字信号，为后续的音频处理与传输提供了坚实的基础。

取样：针对模拟信号展开周期性的扫描操作。在此过程中，将原本在时间维度上呈现连续状态的信号转化为时间上离散分布的信号形式。以CD音质为例，其标准采样率高达44.1千赫兹（kHz），意味着每秒钟有44,100个音频样本被精确捕获，确保了音频信号的细腻与真实。

量化：通过抽样获取的瞬时值在幅度上进行离散化处理。量化进程中，PCM 运用线性方式，把连续的幅度范围细致地划分成众多量化级，每个量化级均对应着一个固定不变的数字编码，进而成功实现了从模拟信号到数字信号的精准转换，为进一步的精确处理提供了可能。

编码：采用一组二进制码组来对经过量化处理后的数值加以表示。通过这种方式，复杂的量化值被转化为简洁且易于处理和传输的二进制编码形式，极大地提高了信号处理的效率和准确性。

PCM（脉冲编码调制）的显著优点在于其卓越的音质表现。这是由于其在信号编码过程中能够精准捕捉和还原音频的细微特征，从而为用户带来清晰、逼真且高质量的听觉体验。然而，PCM的不足之处在于其数据量较大，导致所占用的存储空间相对较大。

在 PCM 的基础之上，A 律编码（PCMA）与μ律编码（PCMU）作为非线性 PCM 编码技术的杰出代表。它们均采用了独具特色的非线性量化策略，然而各自又有着截然不同的侧重点和应用范畴。

PCMA，也就是 A 律编码，依靠其在对数压缩领域的非凡造诣，在欧洲以及国际电信系统中成功占据了重要的一席之地。通过对低振幅信号给予更为丰富的量化级别，A 律编码卓有成效地降低了量化误差，显著提升了信噪比，使得语音信号在传输过程中展现出更为清晰、自然的特质。

PCMU，或者称为μ律编码，则凭借其在处理高振幅信号方面的卓越表现，在北美和日本的电信系统中大放异彩。μ律编码通过巧妙调整量化曲线的形状，使得高振幅信号获得更为精细入微的量化处理，从而完美适应了不同地域电信系统的特定需求。

应用场景

PCM：凭借其无损压缩和高保真度的显著特性，毫无悬念地成为音乐制作、音频存储等对音质有着极致追求领域的不二之选。

PCMA 与 PCMU：则依靠其高效的带宽利用率和相对出色的语音质量，在语音通信的广阔天地里大放异彩。无论是跨越国界的长途电话，还是便捷灵活的 VoIP 通话，PCMA 与 PCMU 都以其稳定可靠的性能、音质，赢得了广大用户的高度赞誉和一致认可。

PCM、PCMA与PCMU作为音频编码技术的三大支柱，各自以其独特的优势和应用场景，在数字音频领域发挥着不可替代的作用。PCM以其高保真度适合高质量音频存储和处理，而PCMA和PCMU则因其高效的带宽利用率，广泛应用于语音通信领域。理解这些编码方法的基本原理和应用场景，可以帮助我们更好地选择合适的音频编码技术以满足不同的需求。

关注“美畅物联”，了解更多视频汇聚及AIoT底座解决方案。