PCM - 압신(Companding) 압축(Compression) 신장(Expanding)

PCM 방식에서 매우 낮은레벨의 입력신호는 양자화 과정에서 신호의 진폭 변화를 추종하지 못하여 양자화 잡음이 증가하게 됩니다. 

압신(Companding)은 양자화 잡음을 경감시키기 위한 과정을 말합니다. 양자화 전단에서 작은 PAM 신호는 크게 신장하고 큰 PAM 신호는 작게 압축 합니다.

압신방식은 크게 북미계열의 μ법칙과 유럽계열의 A법칙으로 나눌 수 있습니다.

1. 설정된 양자화 Step에 대한 양자화 잡음 관계

설정된 양자화 Step 간격에 대해서 입력신호 진폭이 작으면 양자화 잡음이 증가하게 됩니다. 

반대로 입력 신호 진폭이 크면 양자화 잡음이 감소합니다.

2. 압축(Compression)과 신장(Expanding)

가. 개념

송신측에서 선형 양자화 이전에 작은 입력신호는 크게, 큰 입력신호는 작게 압축(Compression)하고,

수신측에서는 압축된 값을 신장(Expanding)하여 원신호를 복원하는 과정을 압축과 신장. 즉, 합쳐서 압신(Companding)이라고 합니다.

나. 압신효과

• 양자화 비트수를 증가시키지 않고도 S/Nq 향상
• 선형 양자화를 하면서도 비선형 양자화 효과
• 입력신호의 레벨에 관계없이 일정한 S/Nq

3. 종류

대수함수를 몇 개의 직선으로 근사시키는 절선방식으로 

• 15절선 방식(μ-Law)
• 13절선 방식(A-Law)

으로 분류

구분	μ-Law	A-Law
압축매개변수 값	μ=100 또는 255	A=87.6
선형양자화 특성	μ=0	A=1
절선수	7절선 또는 15절선	13절선
작은 입력신호	근사적 선형	정확하게 선형
큰 입력신호	대수함수	대수함수
적용 국가	북미, 일본	유럽