通信原理课件fanxy-4第四章 模拟信号的数字传输课件.pptVIP

几种常用的图像压缩编码方法 1、预测编码 常用的预测编码是差分编码调制（DPCM），其目的是利用邻近像素之间的相关性来压缩数码率，以去除图像数据间的空域冗余度和时间冗余度。它既可在一帧图像内进行帧内预测编码，也可在多帧图像间进行帧间预测编码。由于图像信号是二维的，一个像素与上下左右的像素都有相关性，因此预测是二维的。而对于活动图像，相邻帧之间也有相关性，故可以进行三维预测。 2、变换编码 变换编码也是一种降低信源空间冗余度的压缩方法。它利用变换域参数分布特征来实现压缩编码。常用的编码有卡南—洛伊夫变换（KLT）、离散傅里叶变换、离散余弦变换和Walsh变换等正交变换。由于变换所产生的变换域系数之间的相关性很小，可以分别独立地对其进行处理；而且经变换后，大都能将能量集中在少量变换域系数上，通过量化删去对图像信号贡献小的系数，只用保留的系数来恢复原始图像，并不会引起明显的失真。 在最小均方误差准则下，最佳的正交变换是卡南—洛伊夫变换，其变换后的系数之间是互不相关的。但是由于计算的复杂性和实现上的困难，K-L变换的实际应用甚少。离散余弦变换（DCT）是一种性能接近K-L变换的正交变换，并具有多种快速算法，因而在数据压缩中被广泛地采用。 3、熵编码 熵编码旨在去除信源的统计冗余，熵编码不会引起信息的损失，因而又称为无损编码。在视频编码中应用较多的有游程长度编码和霍夫曼编码。 图4-23 段落码标准值的确定过程 [例4.6] 二、A律13折线解码器 解码器的作用是把收到的PCM信号还原成相应的PAM样值信号，即进行D/A变换。还原出的样值信号电平为量化电平，它近似等于原始的PAM样值信号，但存在一定的误差，即量化误差。 A律13折线解码器与逐次比较型编码器中的本地解码器基本相同，所不同的是增加了极性控制部分，并用带有寄存器读出的7/12位码变换电路代替了本地解码器中的7/11位码变换电路。 图4-24 解码器的原理图 [例4.4.5] 4.5 脉冲编码调制系统 PCM的产生包含抽样、量化、编码三个步骤。它的功能是完成模/数变换，实现模拟信号的数字化。应当强调指出，抽样过程中，在满足抽样定理时，PCM系统能够做到无失真的重建。而量化过程始终存在量化误差，只不过误差的大小可以通过选择合适的量化方法和量化级数来控制。 4.5.1 脉冲编码调制（PCM）原理 图4-25 PCM系统的原理图 抽样频率为 ，量化级数为 。二进制编码位数和量化级数满足： 通过抽样、量化、编码三个步骤，时间连续信号就用二进制代码来表示。因此，一个抽样周期 内要编 位码，每个二进制码元宽度为 ： 4.5.2 PCM信号的码元速率和带宽 根据码元速率与码元周期的关系可得，PCM信号的码元速率为： 4.5.2 PCM信号的码元速率和带宽 当采用矩形脉冲传输时，令脉冲宽度为 占空比：定义二进制码元的占空比为二进制脉冲宽度 与二进制码元宽度 的比值，即占空比为 第一过零点带宽：以传输码型功率谱的第一个过零点的频率来定义其带宽，忽略第一过零点以外的功率分量。 4.5.2 PCM信号的码元速率和带宽 宽度为 的矩形脉冲的第一个过零点带宽为： 因此抽样频率为 ，量化等级为 的PCM信号，用占空比为 的矩形波传递，其第一过零点带宽为： 4.5.2 PCM信号的码元速率和带宽 [例4.5.1] 4.5.3 PCM系统的抗噪声性能分析 4.6 语音压缩编码 通常，人们把话路速率低于64kb/s的语音编码方法称为语音压缩编码技术。常见的语音压缩编码有差值脉冲编码调制（DPCM）、自适应差值脉冲编码调制（ADPCM）、增量调制（DM或M）、自适应增量调制（ADM）、参量编码、子带编码（SBC）等。 4.6.1语音压缩编码技术的概念 如果对语音编码进行分类，可以粗略地分为波形编码、参量编码和混合编码三类。 波形编码是直接对信号波形的抽样值或抽样值的差值进行编码。PCM、DPCM、ADPCM、DM、ADM等都属于波形编码 。 参量编码是直接提取语音信号的一些特征参量，比如声源、声道的参数，对其进行编码。参量编码通常是对数字化后的信号进行分析，再提取其特征参量，这些参量携带着原信号的主要信息，对它们编码只需较少的比特数，可以大大地压缩信息速率 。 混合编码是在参量编码的基础上引入了一些波形编码的特征，在编码率增加不多的情况下，较大幅度地提高了传输语音质量。 4.6.2差分脉冲编码调制 PCM是对波形的每个样值都独立进行量化编码，这样，样值的整个幅值编码需要较多位数，比特率较高，造成数字化的信号带宽大大增加。但是语音信号相邻的抽样值之间存在很强的相关性，信号的一个抽样值到相邻的一个抽样值不