数字 第2章 信源编码.pdf

第2章 信源编码 2.1 视频压缩技术 2.2 音频压缩技术 2.3 压缩技术的应用 1 2.1 视频压缩技术 2.1.1 视频信号压缩的可能性　 视频数据主要存在以下形式的冗余。　 1. 空间冗余图像的相邻像素相关 2. 时间冗余相邻音频样本/视频帧相关 3. 结构冗余 4. 知识冗余 5. 视觉冗余人眼对亮度变化比对色彩的变化更敏感、对高亮区的量 化误差不敏感、视网膜分频道 另外，音频： 频率冗余：相邻的频谱值相关，人对高频信号不敏感或分辨率低 听觉冗余：人耳的低音听阈高、强纯音的频率屏蔽、相邻声音的时域 屏蔽 2 彩色电视信号的类型 复合电视信号 包含亮度信号、色差信号和所有定时信号的单一信号叫做复合 电视信号(composite video signal)，或者称为全电视信号。 分量电视信号 分量电视信号(component video signal)是指每个基色分量作 为独立的电视信号。每个基色既可以分别用R、G和B表示，也可 以用亮度-色差表示，如Y、I和Q，Y、U和V。使用分量电视信号 是表示颜色的最好方法，但需要比较宽的带宽和同步信号。 S-Video信号 分离电视信号S-Video(Separated video-VHS)是亮度和色差分 离的一种电视信号，是分量模拟电视信号和复合模拟电视信号的 一种折中方案。使用S-Video有两个优点： (1) 减少亮度信号和色差信号之间的交叉干扰。 (2) 不须要使用梳状滤波器来分离亮度信号和色差信号，这样 可提高亮度信号的带宽。 3 复合电视信号是把亮度信号和色差信号复合在一起，使 用一条信号电缆线传输。而S-Video信号则使用单独的两条 信号电缆线，一条用于亮度信号，另一条用于色差信号， 这两个信号称为Y/C信号。S-Video使用4针连接器，如图： S-Video连接器 4 2.1.2 视频信号的数字化 模拟视频信号通过取样、量化后编码为二进制数字信号的过程称为模/数变换 (A ／D变换)或PCM(Pulse Coding Modulation， 脉冲编码调制) ， 所得到的信号也称 为PCM信号，其过程可用图2-1(a)表示。 若取样频率等于f , 用n 比特量化，则PCM s 信号的数码率为nf (b ／s) 。 　 s PCM信号经解码和插入滤波后恢复为模拟信号，如图2-1(b)所示。 解码是编码 的逆过程，插入滤波是把解码后的信号用理想低通滤波恢复为平滑、连续的模拟信 号。这两个步骤合称为数/模变换（D ／A变换）或PCM解码。 模拟电视信号 取样 量化 编码 PCM信号 PCM信号 解码 插入滤波 模拟电视信号 取样脉冲 (a) (b) 图2-1 电视信号的数字化和复原