数字电视机视频压缩编码器和解码器设计..doc

数字视频信号源的编码器和解码器的研究 摘 要 数字视频信号源的编码器与解码是数字电视广播系统中非常重要的环节，主要解决电视信号数字化后所带来的海量数据量如何能够有效地存储和传输的问题。近20年来，视频/音频压缩编码技术一直处于快速发展之中，新技术和新标准不断涌现，现代视频/音频压缩编码技术已经比较成熟，可以在保持较好图像质量前提下，达到较高的压缩比。 数字电视是一个从节目采集、节目制作节目传输直到用户端都以数字方式处理信号的端到端的系统。基于DVB技术标准的广播式和“交互式”数字电视．采用先进用户管理技术能将节目内容的质量和数量做得尽善尽美并为用户带来更多的节目选择和更好的节目质量效果，与模拟电视相比，数字电视具有图像质量高、节目容量大(是模拟电视传输通道节目容量的l0倍以上)和伴音效果好的特点。 数字化技术的发展和成熟已使数字高清晰度电视（HDTV）成为现实。高清晰度电视是新一代电视，其扫描线在1000行以上，每行1920个像素宽高比为16:9，较常规电视更符合人们的视觉特性，使图像质量与35mm首映电影相当。但是由于像素数大幅度增加，使本来数码位就较高的二进制编码形成极大的编码数据，使HDTV的信息量可达常规电视的5倍以上，传输时占用频带宽，存储时占用媒体容量大，特别是对计算量最庞大的运动估算的运动算法来说，编码器无疑要有非常高的处理速度，这样给实际应用开发带来了极大困难。因此，必须对HDTV图像进行压缩编码。本文主要关键词： ，编码器，译码器目 录 1 数字电视基本概论 1 1.1 数字电视简介 2 1.2 数字电视的优点 3 1.3 数字电视的基本组成 6 1.4 数字电视的发展 6 2 数字电视的视频压缩编码 7 2.1 数字视频压缩机理 8 2.2 数据压缩编码方法分类 8 2.3 压缩编码的分类 9 3 MPEG-2视频压缩编码 10 3.1 MPEG-2视频压缩编码概述 11 3.2 MPEG-2的编码方式 12 3.3 PAL解码器 13 3.4 MPEG-2视频编码器 13 3.5 MPEG-2解码器原理 12 4视频基本码流结构 13 总 结 14 致 谢 15 参考文献 16 1数字电视基本概论 1.1数字电视简介 数字电视（Digital television, or DTV）采用数字信号广播图像和声音的， 它从节目采编、压缩、传输到接收电视节目的全过程都采用数字信号处理。采用数字信号广播图像和声音的新的电视系统， 它从节目采编、压缩、传输到接收电视节目的全过程都采用数字信号处理。 图1数字电视系统 1.2 数字电视的优点 抗干扰能力强，数字电视信号是二进制的编码信号，在传输过程中的干扰和失真不容易影响码的正确判断和恢复。 数字电视信号能够进行储存，包括帧图像的储存，从而能进行包括时间轴和空间的二维、三维处理，得以实现采用模拟方法难以得到的各种信号处理功能。 数字电视稳定可靠，易于调整，便于生产。数字电视的存储电路和信号电路易于大规模和超大规模集成，减少设备的体积、体重。再加上数字电路能完成控制功能，是数字设备调整和控制简单易行。 （4）数字电视由于具有数字信号的共同形式，容易和其他信息链接，便于加入公共数据通信网，便于与计算机或其它设备接口。数字电视采用数据压缩技术，便于实现计算机网或Internet、电视网、电信网走向融合，构成一类多媒体通信系统，成为未来国家信息基础设施的重要组成部分。三网走向融合是大势所趋，也是充分实现真正意义上的信息资源共享，避免重复建设的关键所在。压缩解码系统的示意图2有 压缩比= 图2 压缩编解码系统示意图 2.3 压缩编码的分类 根据解码后的数据与压缩前的数据是否相同，压缩编码可以分为如下两大类。 无损压缩编码 无损压缩编码的方式的目标是在没有任何是真的前提下使码率达到最小。即输入数据与解压缩后恢复的数据相等。通常有损编码的方式的压缩比不超过4:1. 有损压缩编码 有损压缩编码方式的目标是在给定码率下是图像获得最逼真的效果，或者是在给定的允许图像失真度的条件下使码率达到最小。通常包含变换编码，预测编码等。有损压缩编码方式中 ，输入数据与解压缩后恢复的数据不相等，有损压缩编码方式的压缩比比较高，一般在10：1，甚至更高。 在数字电视的信源压缩编码中，由于要求的压缩比高，普遍采取的是有损压缩编码方法。 预测编码 预测编码又称为差分脉冲编码调制DPCM，广泛的应用于视频图像和声音信号的压缩编码中。预测编码的主要机理是利用信源相邻值之间的相关性，减少数据在时间和空间的冗余。空间冗余反应了一帧图像内相邻像素的相关性，而时间冗余反映了视频帧与帧之间的相关性。 预测编码基本原理 预测编码的基