信源编码和频带压缩

文章摘要： 模拟电视信号通过取样、量化和编码转变成两种逻辑态(高电平l和低电平0)的数字电视的基元，鉴于数字处理电路对高、低电平并无苛求，仅需分辨其差异，即可有效进行变换和传输，所以利用数字信号来传送电视信息，无论在信噪比方面，还是防止信号畸变均有独特的优越性。按国际广播协会所推荐的CCIR-601建议，若按4：2：2标准来传送数字图像信号，则其数据率为 如果每Hz所占周期能传送2位码元，则每路数字电视的图像信号就占用108MHz的频带，它相当于6MHz带宽模拟电视的18倍，用此来分配整个广播电视频段，仅仅只能传送8路数字电视节目，所以利用数字方法来传送电视信息，首当其冲的是频带压缩，这也

信源编码和频带压缩,标签：学习园地,http://www.88dzw.com

    模拟电视信号通过取样、量化和编码转变成两种逻辑态(高电平l和低电平0)的数字电视的基元，鉴于数字处理电路对高、低电平并无苛求，仅需分辨其差异，即可有效进行变换和传输，所以利用数字信号来传送电视信息，无论在信噪比方面，还是防止信号畸变均有独特的优越性。按国际广播协会所推荐的CCIR-601建议，若按4：2：2标准来传送数字图像信号，则其数据率为
 

    如果每Hz所占周期能传送2位码元，则每路数字电视的图像信号就占用108MHz的频带，它相当于6MHz带宽模拟电视的18倍，用此来分配整个广播电视频段，仅仅只能传送8路数字电视节目，所以利用数字方法来传送电视信息，首当其冲的是频带压缩，这也是信源编码的核心和关键。

    对于高清晰度数字电视ATsc标准来说，其每行的有效像素为1920个，每帧有效行为1080线，取样频率为74．25MHz，若按4：2：2格式，则HDTV的数据率应等于

    按每赫兹占2位计算，相当于每个信道的图像带宽占有594MHz。即使单独计算图像本身的数据率，其值为
 

    当然还要考虑同步信号、消隐信号、色同步信号以及其他辅助数据，总体合算也要大于1000Mbps，所以原始的PCM信号必须进行压缩编码。而实现频带压缩也是有据可遵循的，其原因是：

    (1)无论在时间上还是在空间上，原始图像信号存在着大量冗余度可供压缩，并且这种冗余度在解码时还可无失真地加以恢复，也就是说有大量图像信息是无需传送的，例如传送第一帧电视画面后，则第二、第三帧画面与第一帧画面相比仅仅有细微差异，这样在信息传输时，第二、第三帧画面不必传送整幅图像，而只要传送其中差异细节，就是以完成信息的传递，这种在时间轴上的帧间相关性，充分表现出重复性信息中有大量冗余量可以压缩。而另一种冗余量表现在一幅图像的本身，例如人的脸部以及着装，若用像素来分解也同样有许许多多相同的像素，这就表现为帧内的二维空间的相关性，在传输时同样可以省略这些像素，而代之某一种表示。统计测量证实了电视信号在相邻像素间、相邻行甚至相邻帧间存在极强的相关性，一般情况下，电视画面中大部分小区信号变动很缓慢，有的几乎极少变动，例如画面的背景，都证明图像信号在结构上和统计上的冗余度，如果采用某种编码或变换来去除这些冗余量就能实现图像信息压缩。

    (2)充分利用人的视觉特征，考虑到人眼对图像的细节分辨率、对比度分辨率、色彩分辨率以及各类运动的分辨能力均有一定的限度，从而使人们对图像信号现实处理中可根据人类的视觉特性进行不同的量化，只要满足这一限度就可以认为无失真的复原本来的面貌，因为这些失真是难以察觉的，事实上人眼对图像细节、运动和对比度三方面的分辨能力是相互牵制的，观看画面时，并非对上述三者均具有最高的分辨率，当人们对图像的某一方面的分辨率要求提高时，而对其他分辨率会降低，所以还可根据自适应技术来确定每帧画面中的不同区域的取样频率和量化等级，尽可能做到不影响主观对图像质量判别的原则下，进一步压缩数据率，基于这一思索来进行压缩编码谓之非保留的信息编码。

[1] [2]  下一页