有线数字电视讲座第一讲数字电视广播系统2信源编码.pdf

《中国有线电视》2004 （03/ 04 ） CHINA CABLE TELEVISION ·实用连载 · 有线数字电视讲座 第一讲 数字电视广播系统（2 ） 数字电视的信源编码 □冯传岗，宋 茜 （泰州市广播电视局，江苏 泰州225321） 中图分类号：TN949 . 197 文献标识码：E 文章编号：1007 - 7022 （2004 ）03 - 0 132 - 13 （上接第0 1 期） 识冗余、视觉冗余等，数据压缩实质上是减少这些冗余 1 数字压缩编码技术概述 量，由此可见冗余量减少可以减少数据量而不减少信 1. 1 数字压缩的必要性 源的信息量。从数学上讲，图像可以看作一个多维函 数字信号有很多优点，但当模拟信号数字化后其 数，压缩描述这个函数的数据量实质是减少其相关性。 频带将大大加宽，1 路6 MHz 带宽的普通电视信号数 在一些情况下，允许图像有一定的失真，而并不妨碍图 字化后，其数码速率将高达 167 Mb/ s ，这对存储器容 像的实际应用，那么数据量压缩的可能性就更大了。 量要求很大，占有的带宽将达80 MHz 左右，这样将使 视频图像存在3 种冗余信息：相邻像素间相关带 数字信号失去实用价值。数字压缩技术很好地解决了 来的空间冗余度，帧间相关产生的时间冗余度，不能被 上述困难，信号压缩后所占用的频带大大低于原模拟 视觉感知的心理———视觉冗余度。消除这些冗余度， 信号的频带，因此说，数字压缩编码技术是使数字信号 可在满足质量要求的情况下，实现图像信息的压缩。 走向实用化的关键技术之一。表4 列出了各种应用的 1. 3 图像压缩编码方法的分类 码率。 编码压缩方法很多，从不同的角度出发有不同的 1. 2 图像压缩编码的可能性 分类方法，如，从信息论角度出发可分为2 大类。 从信息论观点来看，图像作为一个信源，描述信源 1. 3. 1 冗余度压缩方法。也称无损压缩、信息保持编 的数据是信息量（信源熵）和信息冗余量之和。信息 码或熵编码，具体讲就是解码图像与压缩编码前的图 冗余量有许多种，如空间冗余、时间冗余、结构冗余、知 像严格相同没有失真，从数学上讲是一种可逆运算。 表4 各种应用的码率 应用种类 比特数/ 像素 像素数/ 行 行数/ 帧 帧数/ 秒 亮色比 压缩前码率 压缩后码率 HDTV 8 1 920 1 080 30 4 1 1 1. 18 Gb/ s 20 ～ 25 Mb/ s 普通电视CCIR 601 8 720 480 30 4 1 1 167 Mb/ s 4 ～ 8 Mb/ s 会议电视CIF 8 352 288 30 4 1 1 36. 5 Mb/ s 1. 5 ～ 2 Mb/ s 桌上电视QCF 8 176 144 30