电视信号的编码课件.ppt

(1)非均勻量化+固定字長編碼非均勻量化編碼：對出規概率大的小信號細量化，對出現概率小的大信號粗量化。5bit/pel的非均勻量化可以獲得與8bit/pel均勻量化大致相同的圖像品質。(2)均勻量化+可變字長編碼根據熵編碼原理，對概率大的小差值信號編為小字長碼（位數少，去掉前導零）；而對概率小的大差值信號編為大字長碼。DOCM預測編碼結構簡單，易於實現，壓縮效率高；主要缺點是抗禦誤碼的能力差。2．自適應預測編碼及運動補償預測編碼實踐證明，人眼觀看物體細節的相對分解能力與其空間頻率（物體的細小程度）和時間解析度（物體運動的快慢）有關。一般情況下，可以認為人眼在觀看物體（或圖像）時，最大空間解析度與最大時間解析度的乘積近似為常數。根據這一點，對高速運動的圖像賦予較大的量化步長，而給於較高的傳送速度；對低速運動或靜止的圖像賦予較小的量化步長，而給與較低的傳送速度。運動補償是一種對活動圖像的幀間編碼技術，目的是根據活動圖像相鄰幀間的時域相關性，盡可能消除這部分冗餘。10．3．2變換編碼將圖像中的像素按區域分成一些包括M×N個像素的許多方塊。這些像素點的取樣值構成一空間(設為X，Y二維)的數字陣列，然後將它們變換到由正交向量構成的變換域中，再對這些變換域中的陣列係數進行編碼發送出去；接收端通過逆變換恢復原數據。實用的變換有：富裏葉變換、離散余弦變換(DCT)、沃爾什(Walsh)變換等。變換的物理意義：變換編碼的基本思想是將在通常的空間域描寫的圖像信號變換到另外的正交向量空間(變換域)進行描寫。空間域的一個N×N個像素組成的像塊經過正交變換後，在變換域變成了同樣大小的變換係數塊。變換前後的明顯差別是：1、空間域像塊中像素之間存在很強的相關性，經過正交變換後，變換係數間相關性基本解除；2、空間域像塊像素能量分佈比較均勻；經過正交變換後，能量主要集中在直流和少數低空間頻率的變換係數上。在變換域進行濾波、與視覺特性匹配的量化及統計編碼就可以實現有效的碼率壓縮。現以最熟悉的付立葉變換為例。付立葉變換的物理意義是頻譜展開，對圖像進行二維付立葉變換就是在水準和垂直兩個方向進行二維頻譜展開。由於信號和頻譜間有一一對應的關係，因此，經過傳輸後用這些頻譜在接收端照樣可以把信號恢復過來。對圖像的頻譜進行壓縮有其便利之處。這是因為一般電視圖像信號的能量主要集中在低頻部分，能量隨頻率增高迅速下降，再考慮人的主觀視覺對高頻成分不如對低頻敏感的特點，在編碼時，對高、低頻成分分別用粗、細不同的量化，甚至對很高的頻率成分舍去不傳。這樣做，在使碼率明顯減少的同時，還可以保持良好的主觀圖像品質。在各種正交變換中，當以自然圖像為編碼對象時，DCT已被目前的多種靜態和活動圖像編碼的國際標準建議所採用。進行編碼時首先將圖像劃分成規定大小的像塊，一個N×N的像塊由相鄰的N行，每行N個相鄰的樣值組成，劃分象塊的工作用記憶體很易實現。然後將一個像塊的N2個樣值同時由記憶體取出，進行正交變換。變換得到的N2個變換係數經量化、編碼後送入通道傳輸。接收端則是一個恢復圖像的逆過程。對於自然圖像，像塊尺寸選8×8或16×16是合適的。像塊尺寸取得再大，需要的計算量和存儲量增加很多而壓縮效率增加不多，而像塊再小壓縮效率明顯下降。在國際標準建議CCITTTH.261、JPEG、MPEG中都採用8×8的像塊做DCT。一維DCT變換和二維DCT變換(1)一維DCT變換以{X(n)}表示N個有限的一維實數信號序列的集合,n=0,1,…，N-1，則一維DCT定義為：Y(K)=K=0,1,…,N-1,一維反變換(1DCT)定義為X(n)=對於自然圖像，像塊尺寸選8×8或16×16是合適的。像塊尺寸取得再大，需要的計算量和存儲量增加很多而壓縮效率增加不多，而像塊再小壓縮效率明顯下降。在國際標準建議CCITTTH.261、JPEG、MPEG中都採用8×8的像塊做DCT。一維DCT變換和二維DCT變換(1)一維DCT變換以{X(n)}表示N個有限的一維實數信號序列的集合,n=0、1、…N-1，則一維DCT定義為：Y(K)=K=0,1,…,N-1,一維反變換(1DCT)定義為X(n)=其中：C(K)=寫成矩陣形式即為Y=AXX=ATY實例:設有信號序列X0=X1=X2=X3=X