差分編碼（differential encoding）指的是對數字數據流，除第一個元素外，將其中各元素都表示為各該元素與其前一元素的差的編碼。
基本介紹
- 中文名：差分編碼
- 外文名：differential encoding
- 對象：數字數據流
- 套用領域：通信行業
- 別名：增量編碼；曼徹斯特編碼
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基本內容
差分編碼，又稱增量編碼，是以序列式資料之間的差異儲存或傳送資料的方式（相對於儲存傳送完整檔案的方式）。在需要檔案改變歷史的情況下的差分編碼有時又稱為差分壓縮。差異儲存在稱為“delta”或“diff”的不連續檔案中。由於改變通常很小（平均占全部大小的2%），差分編碼能大幅減少資料的重複。一連串獨特的delta檔案在空間上要比未編碼的相等檔案有效率多了。
差分編碼的簡單例子是儲存序列式資料之間的差異（而不是儲存資料本身）：不存“2, 4, 6, 9, 7”，而是存“2, 2, 2, 3, -2”。單獨使用用處不大，但是在序列式數值常出現時可以幫助壓縮資料。
定義
利用信號源符號之間的相關性，用過去的樣本預測當前樣本，然後對差值進行編碼。如果預測模型足夠好，且樣本序列在時間上相關性較強，差值會很小。對差值在進行量化，在相同碼率下，量化誤差會減小。
分類
按照工作原理，編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈衝，用脈衝的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。
旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈衝，通過計數設備來知道其位置，當編碼器不動或停電時，依靠計數設備的內部記憶來記住位置。這樣，當停電後，編碼器不能有任何的移動，當來電工作時，編碼器輸出脈衝過程中，也不能有干擾而丟失脈衝，不然，計數設備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產結果出現後才能知道。
解決的方法是增加參考點，編碼器每經過參考點，將參考位置修正進計數設備的記憶位置。在參考點以前，是不能保證位置的準確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點，開機找零等方法。
編碼規則
在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時鐘信號，又作數據信號；從高到低跳變表示"1"，從低到高跳變表示"0"。還有一種是差分曼徹斯特編碼，每位中間的跳變僅提供時鐘定時，而用每位開始時有無跳變表示"0"或"1"，有跳變為"0"，無跳變為"1"。
兩種曼徹斯特編碼是將時鐘和數據包含在數據流中，在傳輸代碼信息的同時，也將時鐘同步信號一起傳輸到對方，每位編碼中有一跳變，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干擾性能。但每一個碼元都被調成兩個電平，所以數據傳輸速率只有調製速率的1/2。主要用在數據同步傳輸的一種編碼方式。
舉例：給出比特流101100101的以下兩個波形。
(1)曼徹斯特碼脈衝圖形；
(2)差分曼徹斯特碼脈衝圖形。
圖1.曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼