第六章图像信号的传输.ppt

6.1 信道编码 降低误码率的常用方法： 降低数字信道本身引起的误码； 在信源进行信道编码，以实现自动纠错或者检错的目的。 6.1 信道编码 信道的定义及分类 狭义信道：仅包括传输媒介的信道。 广义信道：除传输媒介外，还包括有关的部件 和电路，如天线与馈线、功率、放大器、滤波 器、混频器、调制器与解调器等。 6.1 信道编码 模拟通信系统中： 调制信道：指从调制器的输出端到解调器的输 入端。 数字通信系统中： 编码信道：指从编码器的输出端到解码器的输 入端。 调制信道和编码信道的划分 6.1 信道编码 从造成传输误码的信道来看，可将信道分成三 类: 1、随机信道（无记忆信道） ：具有随机误码 特性的传输信道。 （随机误码：数据在信道传输时受到随机噪声 的干扰，造成的误码之间是统计独立、互不相 关的。） 6.1 信道编码 2、突发信道（有记忆信道）：具有突发误码 特性的信道。 （突发误码：由于信道中瞬间出现的干扰而引 起一串误码，误码之间具有一定的相关性。） 6.1 信道编码 3、混合信道（复合信道）：随机误码和突发 误码特性并存的信道。 实际中需要设计出既有纠正随机误码能力 又有纠正突发误码能力的信道编码方式。 6.1 信道编码 信道编码 信道编码（差错控制编码）的原理： 为了能判断发送的信息是否有误并加以纠正， 可以在发送时在要传输的数字码流中人为加入 多余的码元（校验码或者监督码元）。当发生 误码，可以利用信息码元与多余码元之间的特 定关系实现误码检出和误码纠正。 6.1 信道编码 信道编码的要求： 编码效率高，抗干扰能力强； 对数字信号有良好的透明性； 传输信号的频谱特性与信道的通频带有最佳匹配性； 编码信号内包含正确的数据定时信息和帧同步信息，以便接收端准确解码； 编码的数字信号具有适当的电平； 发生误码时，误码的扩散蔓延小。 6.1 信道编码 差错控制的方式 在现代通信系统中，常用的差错控制方式 有四种：前向纠错FEC(Front-Error Control)、 反馈重发ARQ(Automatic Repeat Request)、 混合差错控制HEC(Hybrid Error Control)和信 息反馈(IRQ，Information Repeat Request)。 差错控制方式 6.1 信道编码 前向纠错方式：发送具有纠错能力的码，接收端自动纠正错误。 特点：(1) 只适用于正向信道 (2) 发送端必须发出有纠错能力的码流 (3) 不要求能检错重发 6.1 信道编码 反馈重发（自动重发请求）方式：发送具有一定检错能力的码，通过反馈重发进行纠错。 混合纠错方式：是前两种方式的结合。发送具有一定纠错检错能力的码元，误码在纠错能力之内进行纠错；超过能力之外进行重发纠错。 6.1 信道编码 信息反馈方式：接收端把收到的数据反馈回发送端，由发送端将出错的数据纠错后重新发送。 优点：不需要纠错、检错电路，控制设备和检 错设备简单。 缺点：整个通信系统的传信率很低。 6.1 信道编码 纠错码的分类 按检错纠错能力的不同，分为：检错码、纠错码和纠删码。 按误码产生原因的不同，分为：纠随机误码的纠错码和纠突发误码的纠错码。 按信息码元与监督码元之间的检验关系，分为：线性码和非线性码。 6.1 信道编码 按信息码元与监督码元之间约束方式的不同，分为：分组码和卷积码。 按照信道编码之后信息码元序列是否保持原样不变，分为：系统码（组织码）和非系统码（非组织码）。 6.1 信道编码 差错控制编码的基本概念 1）信息码元和监督码元 信息码元：又称为信息序列或信息位，是发送 端由信源编码给出的信息数据比特。 监督码元：又称为监督位或校验码元，是为了 检错纠错在信道编码中加入的校验数据。 6.1 信道编码 2）许用码组和禁用码组 许用码组：在信道编码后可以有2n个总长n的 不同码组值，其中可以发送的信息码组。 禁用码组：其中不予传送的信息码组。 6.1 信道编码 3）码重和码距 码重：分组编码中，每个码组内码元“1”的数目。 码距（汉明距离）：每两个码组间相应位置上 码元值不相同的个数。 最小码距：各码组之间的码距的最小值。用d0 或者dmin表示。 6.1 信道编码 4）编码效率 指每个码组内信息码元数k值与总码元数n 值之比。 r ：监督码元数 6.1 信道编码 5）编码增益 在误码率一定的条件下，非编码系统需要 的输入信噪比与采用了纠错编码的系统所需的 输入信噪比之间的差值（用dB表示）。 6.2 图像通信中的常用纠错码 一、线性分组码 1、基本概念 分组码：将信源编码输出的信息码元序列以k个 码元