编码调制原理(8)
时间:2025-02-25
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数字电视尤其数字高清晰度电视与模拟电视相比,在实现过程中 ,最为困难的部分就是对视频信号的压缩。在1920×1080显示格式下,数字化后的码率在传输中高达995Mbit/s,这比现行模拟电视的传输信息量大得多。因而数字电视的图像不能象模拟电视的图像那样直接传输,而是要多一道压缩编码工序。
视频编码技术主要功能是完成图像的压缩,使数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为20~30Mbit/s。视频编码计算时主要有以下客观依据:(1)图像时间的相关性。视频信号由连续图像组成,相邻图像有很多相关性,找出这些相关性就可减少信息量。(2)图像空间的相关性。例如图像中有一大块单一颜色,那么不必把所有像素存贮。(3)人眼的视觉特性。人眼对原始图像各处失真敏感度不同,对不敏感的无关紧要的信息给予较大的失真处理,即使这些信息全部丢失了,人眼也可能觉察不到;相反,对人眼比较敏感的信息,则尽可能减少其失真。(4)事件间的统计特性。事件发生的概率越小,则其熵值越大,表示信息量越大,需分配较长的码字;反之,发生的概率越大,则其熵值越小,只需分配较短的码字。
与视频编解码相同,音频编解码主要功能是完成声音信息的压缩。声音信号数字化后,信息量比模拟传输状态大得多,因而数字电视的声音不能象模拟电视的声音那样直接传输,而是要多一道压缩编码工序。
音频信号的压缩编码主要利用了人耳的听觉特性。(1)听觉的掩蔽效应。在人的听觉上,一个声音的存在掩蔽了另一个声音的存在,掩蔽效应是一个较为复杂的心理和生理现象,包括人耳的频域掩蔽效应和时域掩蔽效应。(2)人耳对声音的方向特性。对于2KHZ以上的高频声音信号,人耳很难判断其方向性,因而立体声广播的高频部分不必重复存贮。
国际上对数字图像编码曾制订了三种标准,主要用于电视会议的H.261,主要用于静止图像的JPMG标准,主要用于连续图像的MPEG标准。
在HDTV视频压缩编解码标准方面,美国、欧洲、日本设有分歧,都采用了MPEG-2标准。MPEG(Moving Picture Expert Group)意思是"运动图像专家组",压缩后的信息可以供计算机处理,也可以在现有和将来的电视广播频道中进行分配。
在音频编码方面,欧洲、日本采用了MPEG-2标准;美国采纳了杜比公司(Dolby)的AC-3方案,MPEG-2为备用方案。
对于我国来说,今后信源编解码标准也会与美国、欧洲、日本一样采用MPEG-2标准。
(3)数字电视的复用系统
数字电视的复用系统是HDTV的关键部分之一。从发送端信息的流向来看,它将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流,经处理复合成单路串行的比特流,送给信道编码及调制。接受端与此过程正好相反。
模拟电视系统不存在复用器。在数字电视中,复用器把音频、视频、辅助数据的码流通过一个打包器打包(这是通俗的说法,其实是数据分组),然后再复合成单路。目前网络通信
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