信源编码在数字通信系统中的应用

数字电视技术

1数字电视概念 1．1数字电视定义数字电视是电视数字化和网络化后的产物。数字电视是一个系统，是指从电视节目采集、制作、编辑、播出、传输、用户端接收、显示等全过程的数字化，换句话说就是系统所有过程信号全是由O、1组成的数字流。数字电视已不仅仅是传统意义上的电视，而是能提供包括图像、数据、语音等全方位的服务，是3C 融合的一个典范，是计算机、传输平台、消费电子三个环节的聚焦点。 1．2数字电视与模拟电视的对比数字电视采用的技术与原模拟电视有着很大的不同。其技术比较见下表。 1．3数字电视的优势 1)现有模拟电视频道带宽为8MHz，只能传送一套普通的模拟电视节目。采用数字电视后一个频道内就传送1—8套数字电视节目(随着编码技术的改进，传送数量还会进一步提高)，电视频道利用率大大提高。数字电视与模拟电视的技术比较 2)清晰度高、音频效果好、抗干扰能力强。在同样覆盖范围内，数字电视的发射功率要比模拟电视小一个数量级。

3)可以实现移动接收、便携接收及各种数据增值业务，实现视频点播等各种互动电视业务，实现加密／解密和加扰／解扰功能，保证通信的隐秘性及收费业务。 4)系统采用了开放的中间件技术，能实现各种交互式应用，可与计算机网络及互联网等的互通互连。 5)易于实现信号存储，而且存储时间与信号的特性无关，易于开展多种增值业务。 6)由于保留了现有模拟电视视频格式，用户端仅需加装数字电视机顶盒即可接收数字电视节目，利于系统的平稳过渡，减少消费者的经济负担。 1．4数字电视的应用范围 1)基本业务：只要节目源许可，用户可以收看数百套数字电视节目，以及几十套调频广播节目和数字音频广播(DAB)节目。 2)扩展业务：可提供如图文电视、电视会议、数据信息广播、加密电视、视频点播等。 3)增值业务：可通过双向传输系统进行交互式的多功能应用，如互联网接入、远程教学、远程医疗、电子邮件、计算机联网、数据通讯、家庭保安监控等多媒体信息服务。 1．5数字电视的弱点数字电视并不是完美无缺的，它同样存在着一些弱点。例如在取样的过程、量化误差、压缩编码所带来的信号损伤，在节目制作及传输过程中贯通延迟。有些损伤可以修复，并不影响图像的最终质量，而有些损伤只能通过一些补偿措施削弱它的影响，但这并不能影响电视领域向数字化的转变。与电视信号数字化后所带来的好处相比，这些影响往往会被忽略。 2数字电视分类 2．1按信号传输方式可分为:地面无线传输数字电视(地面数字电视)；卫星传输数字电视(卫星数字电视)；有线传输数字电视(有线数字电视)。 2．2按图像清晰度可分为三大类 1)数字高清晰度电视(HDTV)：需至少720线逐行或1080线隔行扫描、屏幕宽高比应为16：9、采用杜比数字音响，能将高清晰格式转化为其他格式并能接收并显示较低格式的信号，图像质量可达到或接近 35mm宽银幕电影的水平。 2)数字标准清晰度电视(SDTV)：必须达到480线逐行扫描，能将720逐行、1080隔行等格式变为480逐行输出，采用杜比数字音响。对应现有电视的分辨率，其图像质量为演播室水平。 3)数字普通清晰度电视(LDTV)：显示扫描格式低于标准清晰度电视，即低于480线逐行扫描的标准。对应现有VCD的分辨率。 2．3按照产品类型可分为

数字电视信源编码技术及应用

《中国有线电视》2010(02) C H I N A D I G I T A L C A B L ET V·数字电视·中图分类号:T N949.197 文献标识码:B 文章编号:1007-7022(2010)02-0133-03 数字电视信源编解码技术及应用宋　平(长治市广播电视总台,山西长治06000) 摘　要:通过对数字电视的编码和编码器结构的概述,介绍了M P E G-2视频编码系统的技术原理和关键技术,阐述了数字电视信源编解码技术、信号复用系统及调制解调的关键技术和它们在实际工作中的应用。关键词:模数转换;信源编解码;信道编解码 D T VS o u r c e C o d i n g-d e c o d i n g T e c h n o l o g y a n dI t s A p p l i c a t i o n ◆S O N GP i n g (C h a n g z h i B r o a d c a s t T e l e v i s i o n S t a t i o n,S h a n x i C h a n g z h i046000,C h i n a) A b s t r a c t:T h r o u g h t h e s u m m a r i z i n g o f t h e d i g i t a l t e l e v i s i o nc o d i n g a n dt h e u n d e r s t a n d i n g o f t h e c o d e r s t r u c- t u r e,t h i s p a p e r p r e s e n t s t h e t e c h n i c a l p r i n c i p l e a n d t h e k e y t e c h n o l o g y o f t h e M P E G-2v i d e o c o d i n g s y s t e m a n d s t a t e s t h e k e y t e c h n o l o g y a n d t h e p r a c t i c a l a p p l i c a t i o n o f t h e d i g i t a l t e l e v i s i o n s o u r c e c o d i n g-d e c o d i n g t e c h- n o l o g y,t h e s i g n a l m u l t i p l e x s y s t e ma n d t h e m o d u l a t i o n. K e y w o r d s:a n a l o g-t o-d i g i t a l c o n v e r t e r;s o u r c e c o d i n g a n d d e c o d i n g;i n f o r m a t i o n c h a n n e l c o d i n g a n d d e c o d i n g 数字视频技术广泛应用于通信、计算机、广播电视等领域,带来了会议电视、可视电话及数字电视、媒体存储等一系列应用。数字信号有很多优点,但当模拟信号数字化后其频带大大加宽,一路6M H z的普通电视信号数字化后,其数码率将高达167M b p s,对储存器容量要求很大,占有的带宽将达80M H z左右,这样将使数字信号失去实用价值。数字压缩技术很好地解决了上述困难,压缩后信号所占用的频带大大低于原模拟信号的频带,因此说数字压缩编码技术是使数字信号走向实用化的关键技术。下面就长治微波站在数字微波传输系统改造后,探讨E N2200-M型编码器及数字电视信源编解码技术和应用。1　数字电视的编码概述模拟信号通过取样、量化后编码为二进制数字信号的过程称为A/D变换,所得到的信号也称P C M信号,P C M编码既可以对彩色全电视信号直接进行,也可以对亮度信号和两个色差信号分别进行,前者称为全电视信号编码,后者称为分量编码,这是最基本的编码形式。数字压缩编码技术可分为无损压缩和有损压缩两大类,无损压缩即压缩后可恢复原来的信号,有损压缩在解压后无法恢复原样,有一定的失真,但失真在某一限度以下时人是感觉不到的。目前采用的压缩编码方法有以下几种:(1)统计编码,如霍夫曼编码和游程编码等;(2)预测编码,如差值编码、帧内预测、帧间

信源编码的基本原理及其应用..

信源编码的基本原理及其应用课程名称通信原理Ⅱ 专业通信工程班级******* 学号****** 学生姓名***** 论文成绩指导教师***** ******

信源编码的基本原理及其应用信息论的理论定义是由当代伟大的数学家美国贝尔实验室杰出的科学家香农在他1948 年的著名论文《通信的数学理论》所定义的，它为信息论奠定了理论基础。后来其他科学家，如哈特莱、维纳、朗格等人又对信息理论作出了更加深入的探讨。使得信息论到现在形成了一套比较完整的理论体系。信息通过信道传输到信宿的过程即为通信，通信中的基本问题是如何快速、准确地传送信息。要做到既不失真又快速地通信，需要解决两个问题：一是不失真或允许一定的失真条件下，如何提高信息传输速度（如何用尽可能少的符号来传送信源信息）；二是在信道受到干扰的情况下，如何增加信号的抗干扰能力，同时又使得信息传输率最大（如何尽可能地提高信息传输的可靠性）。这样就对信源的编码有了要求，如何通过对信源的编码来实现呢？通常对于一个数字通信系统而言，信源编码位于从信源到信宿的整个传输链路中的第一个环节，其基本目地就是压缩信源产生的冗余信息，降低传递这些不必要的信息的开销，从而提高整个传输链路的有效性。在这个过程中，对冗余信息的界定和处理是信源编码的核心问题，那么首先需要对这些冗余信息的来源进行分析，接下来才能够根据这些冗余信息的不同特点设计和采取相应的压缩处理技术进行高效的信源编码。简言之，信息的冗余来自两个主要的方面：首先是信源的相关性和记忆性。这类降低信源相关性和记忆性编码的典型例子有预测编码、变换编码等；其次是信宿对信源失真具有一定的容忍程度。这类编码的直接应用有很大一部分是在对模拟信源的量化上，或连续信源的限失真编码。可以把信源编码看成是在有效性和传递性的信息完整性（质量）之间的一种折中有段。信源编码的基本原理：信息论的创始人香农将信源输出的平均信息量定义为单消息（符号）离散信源的信息熵：香农称信源输出的一个符号所含的平均信息量为为信源的信息熵。通信原理中对信源研究的内容包括3个方面： (1)信源的建模信源输出信号的数学描述已有成熟的理论——随机过程，一般的随机过程理∑=-=L i i i x p x p x H 12) (log )()()(x H

有线数字电视技术讲座(扫盲)

有线数字电视讲座(扫盲班) 一、什么是数字电视？数字电视是相对于模拟电视而言的。我们知道，电视——就是实时向远处传送可视的活动图像。具体的方法，是先把光的图像变成与其对应的电信号，利用电信号可以传得远的特点，实现向远处传送的目的。（一）什么叫模拟电视？自然界的实际景物图象千差万异，无论从亮度层次上，色彩种类上，都是极丰富的。用电信号表示它，一定是一个可以取任意值的连续变化的电量。我们把这样直接与自然界实际图象对应的，连续变化的电信号称为模拟信号，就是模拟实际，与实际一样。用这种方式传送电视就是模拟电视。（二）什么是数字电视？先从用离散值代表模拟量谈起。举个例子，人的脚在一定尺度内，其长短分布是无限多个的，数值上是连续的。就是多长的都有，这好比模拟量。但实际在工厂生产鞋的时候，并不是这样，而是仅使用一定数量的号码，就适应了整个人群不同尺寸的脚。只要选择靠近的某些号码，就可以穿。这些尺寸不连续的号码，把连续的脚长“离散化”了，就是用离散量表示连续量，这种用离散量表示连续量的做法叫模拟量的数字化。数字电视，就是设想用离散的电量表示连续的电量，在电视信号的产生、传输、接收各个环节上，都使用离散数字来表示、处理。也就是说，数字电视是信源、信道、信宿三个环节上全面数字化的电视系统。信源指节目的产生：摄、录、编；信道指传输；信宿指接收、显示。（三）数字电视由五个环节组成: 1、信源编码：就是把原始的模拟电视信号用数字编码来表示，也称为数字化、模/数转换（A/D 转换）。然后，进行压缩。数字电视信号源有三项：视频数据流、音频数据流和辅助数据流。辅助数据流包括管理数据、有条件接收数据以及与节目有关的数据。 2、复用：就是把上述三项数据流合成一路。采用以“包”为单位的时分复用方式。首先把上面说的三项数据流分割成一定长度的包（也称分组），在“包”的头部加上标识，作为区分是属于哪个流的标志，以便在接收时把它们区别开。然后把它们合流为单一的复用流。一个视频数据流、一个音频数据流、一个辅助数据流合成一套节目流。尔后，多套节目流再合成为传输流。 3、信道编码和调制：上述数据流不适于在传输通道中传输。为了使信号适配于传输信道，减少传输过程的差错，还需要对数据流进行必要的处理（再编码），这种做法叫信道适配，也称为信道编码。它的作用主要是负责误码的检错和纠错。调制的作用是把基带数据流搬移到高频载波上去，把基带信号变成频带信号。使之可以在频分复用的模拟信道中 4、传输信道：有HFC、数字干线、卫星、无线、存储介质等。 5、接收机：就是机顶盒，实现上述四项环节的逆过程，把从信道上接收的数据流还原成原始的模拟电视信号。（四）怎样把模拟电视信号数字化？ 1、先要解决用离散数字来表示连续的模拟信号问题。

信源编码和信源解码

信源编码和信源解码字、符号、图形、图像、音频、视频、动画等各种数据本身的编码通常称为信源编码，信源编码标准是信息领域的基础性标准。无论是数字电视、激光视盘机，还是多媒体通信和各种视听消费电子产品，都需要音视频信源编码这个基础性标准。大家用电脑打字一定很熟悉，当你用WORD编辑软件把文章（DOC文件）写完，存好盘后，再用PCTOOLS工具软件把你的DOC文件打开，你一定能看到你想象不到的东西，内容全是一些16进制的数字，这些数字叫代码，它与文章中的字符一一对应。现在我们换一种方法，用小画板软件来写同样内容的文章。你又会发现，用小画板软件写出来的BMP文件，占的内存（文件容量）是DOC文件的好几十倍，你知道这是为什么？原来WORD编辑软件使用的是字库和代码技术，而小画板软件使用的是点阵技术，即文字是由一些与坐标位置决定的点来组成，没有使用字库，因此，两者在工作效率上相差几十倍。[信源]->[信源编码]->[信道编码]->[信道传输+噪声]->[信道解码]->[信源解码]->[信宿] 目前模拟信号电视机图像信号处理技术就很类似小画板软件使用的点阵技术，而全数字电视机的图像信号处理技术就很类似WORD编辑软件使用的字库和代码技术。实际上这种代码传输技术在图文电视中很早就已用过，在图文电视机中一般都安装有一个带有图文字库的译码器，对方发送图文信号的时候只需发送图文代码信息，这样可以大大地提高数据传输效率。对于电视机，显示内容是活动图像信息，它哪来的“字库”或“图库”呢？这个就是电视图像特有的“相关性”技术问题。原来在电视图像信号中，90%以上的图像信息是互相相关的，我们在模拟电视机中使用的Y/C（亮度信号/彩色信号）分离技术，就是利用两行图像信号的相关性，来进行Y/C分离。如果它们之间内容不相关，Y/C信号则无法进行分离。全数字信号电视也一样，如果图像内容不相关，则图像信号压缩也就要免谈。如果图像内容有相关性，那么上一幅图像的内容就相当于下一幅图像的“图形库”，或一幅图像中的某部分就是另一部分的“图形库”，因此，下一幅图像或图像中某一个与另一个相关的部分，在发送信号时，只需发送一个“代码”，而传送一个“代码”要比送一个“图形库”效率高很多，显示时也只需把内容从“图形库”中取出即可，这就是MPEG图像压缩的原理。利用电视信号的相关性，可以进行图像信号压缩，这个原理大家已经明白，但要找出图像相关性的内容来，那就不是一件很容易的事情，这个技术真的是太复杂了。为了容易理解电视图像的相关性，我们不妨设想做一些试验，把图像平均分成几大块，然后每一块，每一块的进行比较，如果有相同的，我们就定义它们有相关性；如果没有相同的，我们继续细分下去，把每大块又分成几小块，一直比较下去，最后会发现，块分得越细，相同块的数目就越多，但分得太细需要的代码也增多，所以并不是分得越细越好。我们在看VCD的时候经常发现，如果VCD读光盘数据出错，就会在图像中看到“马赛克”，这些“马赛克”就是图像分区时的最小单位，或把数码相片进行放大，也可以看到类似“马赛克”的小区，这就是数码图像的最小“图形库”，每个小“图形库”都要对应一个“代码”。在单幅图像中找出相关性的几率并不是很大的，所以对单幅图像的压缩率并不很大，这个通过观察数码相片的容量就很容易明白，如果把寻找相关性的范围扩大到两幅图像，你就会发现，具有相关性的内容太多了，这是因为运动物体对于人的眼睛感觉器官来说，是很慢

有线数字电视系统设计方案

有线电视系统设计方案一、方案介绍：根据贵单位的需要及实际情况，该系统设计思路定位成集中供电型860MHz邻频传输系统，系统的总容量100套(PAL-D)电视信号，入户电平65±3dB，初期系统节目数量定为20套(根据需要可增加其它节目内容)。数字卫星接收机完全符合DVB-S标准，采用意法ST 处理器，具有高灵度信号接收功能；调制器采用内嵌式微机控制电路，图像中频、伴音中频、射频本振均采用PLL锁相。二、系统设计依据：本有线电视系统以国家有关标准为依据，参考国内和研究了国内若干个城市有线电视系统的先进技术资料及经验，并结合贵单位的实际情况，设计出符合贵单位特点的有线电视系统。系统设计的主要技术指标的依据如下： 1、GY/T106-92 《有线电视系统技术规范》 2、GB50200-94 《有线电视系统工程技术规范》 3、GB/T50311-2000 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》 4、GB6510-86 《30MHz-1GHz声音和电视信号的电缆分配系统》 5、GBJ 《民用建筑电缆电视工程技术规范》 6、GB7401-87 《彩色电视图像质量主观评价方法》三、本系统功能特点 1）、向用户传输N套（PAL-D）高清晰数字卫星电视模拟信号，也可以在N套节目的

基础上增加自办节目。 2）、网络通过光缆可以实行远距离传输，图像清晰、流畅。 3）、系统容量大，传输节目多。四、广播电视系统组成及指标分配： 1、系统组成系统主要由信号源、机房前端、干线传输、分配放大、同轴电缆分配网络组成。 2、指标分配：五、系统组成框图：

六、主要设备选用 1、华泰750MH邻频调制器或PBI-4000MUV 广播级全频道捷变式邻频调制主机（入网证书编号：011040100427）（3C证书编号：2003020815000065）是专业级的全频道870MHz捷变式邻频电视调制器，采用高可靠性残留边带滤波器，中频调制信号处理方式；双重PLL 频率锁定，性能稳定可靠；射频放大采用进口模块组件，非线性失真小，确保高输出电平；其带外寄生输出抑制度大于 60dB（若外加频道滤波器，可大于70dB）；微电脑CPU控制，可编程100个频道，两位LED频道显示；有断电记忆功能，具有频率微调功能，最大微调频率范围可达±4MHz，射频输出电平高达115dBμV，有极好的音频及视频线性度；可独立或与视景调制器，PBI-3000MC, 2500MB, 2000MB调制器或其它品牌的调制器组成中大型的CATV系统，尤其可用于CATV系统的扩容和节目的增加。技术参数：输出频率：48MHz~870MHz（Ch1~Ch56，Z1~Z43频道连续可调）图像载频准确度：≤5KHz（VHF）;小于等于10KHz（UHF）; 射频输出频率微调范围：最大4MHz（0.5MHz步进）

有线数字电视技术参数测量及维护

有线数字电视技术参数测量及维护摘要：随着时代的不断进步,我国经济快速发展,,人们的生活水平得到了极大的提升,同时, 相关的科学技术也得到了极大发展。新时代,不同的领域只有充分利用新技术,才能对自身的市场竞争力进行有效地提升。其中有线数字电视作为人们日常生活中的必需品,其满足了人们高品质生活的需求,为人们提供了更加多样化的服务。要想使有线数字电视技术参数测量的准确性得到进一步的提高,以达到提升参数维护的质量和效率的目的,就需要相关工作人员做好技术参数测量工作和维护工作,确保数字电视的良好运作,为人们提供更加优质的服务。基于此,本文主要针对有线数字电视技术参数测量与维护进行探讨分析。关键词：有线数字；电视技术；参数测量；测量要求；参数维护目前阶段,随着我国科学技术的不断发展进步,在电视媒体领域,出现了一个全新技术――有线数字电视技术,相比于传统的电视技术,其更加便捷,也能够为人们提供更加优质的服务。有线数字电视技术作为有线数字技术和电视的结合,不仅可以满足人们的要求,更是社会发展的必然趋势,要想为人们提供更加优质的观感服务,那么相关的管理人员就必须加大对有线数字电视技术的开发力度,同时还要对其在运行时参数变化情况进行全面的分析与研究,利用参数检测和测量获得参数信息和数据, 及时修正错误,进而实现对有线数字电视的运行效率的有效提升。 1有线数字电视技术概述所谓的有线数字电视技术,其是时代发展与科技进步的一种产物,简单点来说就是有线数字技术是近些年才出现的,其可以应用到电视系统中,为人们提供更加优质的观感服务。其主要包括信源体系、用户管理体系、加扰子体系、网管子体系和终端子体系等。其中信源体系在前端系统中,由卫星通信设备、页码器件、网络调配器组成。加扰子系统由复用加扰子、数字矩阵、加扰设备等组成。相比于传统的电视技术,有线数字电视技术更加便捷,而且信号更好,能为人们提供更加优质的观感服务,但是其也存在一定的缺点,即其在实际的运行过程中极易受到外界因素的影响,容易出现各种问题。因此相关的管理部门必须要加强对其调试维护力度,进而对其运行的稳定性及可靠性进行有效提升,确保有线数字电视系统可以良好运行[1]。2有线数字电视技术参数测量的相关要求 2.1电平测量工作的相关要求要提升有线数字电视系统运行的稳定性,那么相关的工作人员就必须对其中重要的技术参数进行定期的测量调试,确保这些参数的准确性、可靠性。所谓的电平测量方式其实就是先使用QAM进行调制,然后再利用有线数字传统子系同对量HFC网络中的参数进行准确的测量。在其实际的测量过程中,主要需要对以下几个方面的参数进行测量,即QAM调制时的误码率、信源传输中的数字频道信号噪比、有线数字电视系统正常工作时的频道功率,只有对这些参数进行测量,然后消除其中存在的问题, 才能实现有线数字电视系统的运行效果的有效增强,进而为人们提供更加优质的观感服务[2]。 2.2TS码三级测量的相关要求相比较而言,不同的有线数字电视系统对于Ts码的要求存在一定的差异性,部分的有线数字电视对于Ts码的要求不高,而还有一些有线数字电视对于Ts码的要求比较高。因此相关的技术人员在对有线数字电视系统进行实际的设计时,必须要对其未来系统运行过程中Ts码相关参数进行详细的测量。一般情况下,IS码的三个等级主要包括：周期监测、基本监测及其他方面的监测。所谓的基本检测主要是对其连接技术进行检测,确保其准确性以及相关的同步字节不会出现问题；相比较而言,周期检测的工作内容则比较复杂,其主要对码元的传输、某些时间间隔划分以及PCR精度进行检测；而其他监测则主要是对缓冲器工作、数据的延时、PID及TDT等进行测量[3]。 3有线数字电视技术维护的相关要求 3.1相关指标分析维护机顶盒作为有线电视系统中重要的组成部分,很多的有线数字电视技术都需要借助其才能进行 ,可以将其当作一个永华终端子系统。要想对有线数字电视系统网络的运行质量进行提高,那么相关的管理部门就必须先对有线数字电视系统网络运行的安全性和稳定性进行提升,其相关的出口技术参数必须要符合相关要求,才能满足机顶盒的运行要求,也只有这样才能为有线数字电视技术的维护提供有利的保障。除此之外相关的管理部门还应选用那些运行比较稳定,且具有较高指数的机顶盒,确保其相关的指标指数处于所需的规定范围之内,这样才能对有线数字电子系统运行的安全性和可靠性进行全面提升,从而为人们提供更加优质的观感服务。 3.2调试分析在有线数字电视系统的实际运行过程中,相关的管理部门必须要不断地对其进行调试,将其运行中存在的隐患消除,进而确保其能够安全可靠的运行。在有线数字电视系统实际的调试过程中,主要包括三个部分的调试工作,即是QAM调制器调试、用户分配网调试和光链路调试。其中所谓的QAM调

数字电视技术考试基本知识

第一章数字电视概述 1. 数字点数广播系统由：信源编码、多路复用、信道编码、调制、信道和接收机组成。 2. 信源编码是对视频、音频、数据进行压缩编码的过程。是为了提高数字通信传输的可靠性。调制是为了提高频谱利用率。 3. 多路复用是将视频、音频、和数据等各种媒体流按照一定的方法复用成一个节目的数据流，将多个节目的数据流再复用成单一的数据流的过程。 4. 数字电视分为标准清晰度电视（SDTV ）和高清晰度电视（HDTV ）。 5. 传输速率有信息传输速率（数码率b R ）和码元传输速率（传码率B R ）。M R R B 2b log ?=其中码元进制M 与二进制码元位数m 关系：m M 2=。数码率越高，占用频带就越宽。 6. 误比特率也称信息差错率或比特差错率，是指传错信息的比特数与所传输的总信息比特数之比值。 7. 频带利用率是衡量数字传输系统有效性的一个重要指标。它表示在单位时间、单位频带内传输信息的多少，即单位频带内所能实现的数码率，单位为比特/秒赫兹，用符号 b/(s ·Hz)表示。 8. 香农公式：)/1(log 2n s B C +?= 其中：n s /为信噪比，B 为信道传输频带宽度。第二章信源编码 1. 熵编码是一类无损编码，其基本原理是对信源中出现概率大的符号赋予短码，对出现概率小的符号赋予长码，从而在统计上获得较短的平均码长。 2. 基于图像的统计特性进行数据压缩的基本方法就是预测编码。它利用图像信号的空间或时间相关性，用已传输的像素对当前的像素进行预测，然后对预测值与真实值的差—预测误差进行编码处理和传输。 3. 变换编码是将空间域里描述的图像经过某种变换，在变换域中进行描述，即将图像能量在空间域的分散分布变为在变换域的相对集中分布。 4. DCT 64个变换系数中包括1个代表直流分量的“DC 系数”和63个代表交流分量的“AC 系数”。 5. 对游程的长度进行游程编码。游程编码的方法是将扫描得到的一维序列转换为一个由二元数组（run,level ）组成的数字序列。 6. 静止图像编码是指对单幅图像的编码，其主要编码方法是DPCM （差值脉冲编码）和变换编码。 7. 量化：左上角量化间隔小而右下角量化间隔大，这是因为图像的低频分量最重要，量化间隔小，量化误差也小，精度高；图像的高频分量只影响图像的细节，精度要求可以低一些，量化间隔可以大一些。 8. 活动图像信号就是电视信号，编码要求实时和高效。图像编码的应用层次：1标准数字电视：采用ISO MPEG-2标准，约5Mb/s ；2会议电视：采用ITU-T H.261建议，属中，低速码率的图像压缩，约384kb/s ；3:高清晰度电视：ISO MPEG-2标准，约20Mb/s ；活动图像的压缩编码利用每幅图像内部的相关性进行帧内压缩编码，有变换编码和预测编码两种基本类型；还利用相邻帧之间的相关性进行帧间压缩编码，主要是运动补偿预测和混合编码。 9. 混合编码是将变换编码和预测编码组合在一起，通常用DCT 等变换进行空间冗余度的

数字电视基础知识

数字电视基础知识Revised on November 25, 2020

数字电视基础知识 1.什么是数字电视数字电视（DTV）是数字电视系统的简称，是音频、视频和数据信号从信源编码、信道编码和调制、接收和处理等均采用数字技术的电视系统。数字电视系统的电视信号从编辑、发送、传输到接收等整个过程，都以数字信号的形式进行处理。只在现行电视广播系统演播室或电视广播系统的某些部分，采用数字处理技术和设备，来改善性能或增加功能，不是真正意义的数字电视系统。目前，除图像和声音信号源、投影器件和显示器件（屏）以及放音装置尚存在模拟工作方式外，数字电视系统的其他部分均已实现数字化。按照图像质量和图像格式等，数字电视分为标准清晰度电视（SDTV）和高清晰度电视（HDTV）两种级别，因而数字电视不都是高清晰度电视。按传输数字电视信号的途径和方式等，数字电视主要有卫星数字电视、有线数字电视和地面数字电视三种系统。按服务方式，数字电视可分为只服务于合法用户的条件接收数字电视和面向一般公众的数字电视广播。卫星、有线、地面数字电视系统既可提供SDTV级别服务，也可传送HDTV节目，既可面向一般公众，也可实现条件接收。为便于各类用户选择，利用数字电视系统传送流（TS）传送数字电视信号的能力，往往经同一电视信道，同时传送SDTV节目和HDTV节目，或同时传送面向一般公众的节目和只有付费用户才能收看的加密节目，或不同时段和不同节目内容以SDTV或HDTV级别播送。

另外，利用数字电视广播网，采用数字技术，也可开展传输各种数据信息的数据广播业务。除通过电视宽带网传送数字电视信号外，借助电信网，可构成移动数字电视系统，或通过计算机互联网，开展IP电视（IPTV）业务。2.数字电视系统包括哪些主要组成部分数字电视系统由前端、传输与分配网络以及终端组成。数字电视前端通常可划分为信源处理、信号处理和传输处理等三大部分，完成电视节目和数据信号采集，模拟电视信号数字化，数字电视信号处理与节目编辑，节目资源与质量管理，节目加扰、授权、认证和版权管理，电视节目存储与播放等功能。数字电视信号传输与分配网络主要包括卫星、各级光纤/微波网络、有线宽带网、地面发射等，既可单向传输或发射，也可组成双向传输与分配网络。数字电视终端可采用数字电视接收器（机顶盒）加显示器方式，或数字电视接收一体机（数字电视接收机、数字电视机），也可使用计算机接受卡等，既可只具有收看数字电视节目的功能，也可构成交互式终端。图1－1是数字电视系统数字音视频信号处理过程示意图。首先，视频和音频模拟电视信号分别经取样、量化和编码，转换成数字电视信号。接着，音视频数字电视信号分别通过编码器压缩数据率，得到各自的基本流（ES），再与数据及其他控制信息复用成传送流（TS）完成信源编码。然后，为赋予编码流抵御一定程度信道干扰和传输误码的能力，需进行信道编码，而为与不同信道匹配地高效传送数字电视信号而应进行相应方式的调制。此后，数字电视已调信号经信道传送到终端，终端经相反处理过程，恢复音视频模拟电视信号。

信源编码与信道编码解析

信源编码与信道编码解析摘要：衡量一个通信系统性能优劣的基本因素是有效性和可靠性，有效性是指信道传输信息的速度快慢，可靠性是指信道传输信息的准确程度。在数字通信系统中，信源编码是为了提高有效性，信道编码是为了提高可靠性，而在一个通信系统中，有效性和可靠性是互相矛盾的，也是可以互换的。我们可以用降低有效性的办法提高可靠性，也可以用用降低可靠性的办法提高有效性。本文对信源编码和信道编码的概念，作用，编码方式和类型进行了解析,以便于更好的理解数字通信系统的各个环节。关键字：信源编码信道编码 Abstract: the measure of a communication system the basic factor is quality performance efficiency and reliability, effectiveness refers to channel to transfer information machine speed, reliability is to point to the accuracy of the information transmission channel. In digital communication system, the source coding is in order to improve the effectiveness, channel coding is in order to improve the reliability, and in a communication system, effectiveness and reliability is contradictory, is also can be interchanged. We can use to reduce the availability of improving the reliability, also can use to improve the effectiveness of reduces reliability. In this paper, the source coding and channel coding concept, function, coding mode and the types of analysis, in order to better understand all aspects of digital communication systems. Key words: the source coding channel coding 中图分类号：TN911.21 文献标识码：A 文章编号： 1引言数字通信系统：信源是把消息转化成电信号的设备，例如话筒、键盘、磁带等。信源编码的基本部分是压缩编码。它用于减小数字信号的冗余度，提高数字信号的有效性，如果是模拟信源，则它还包括数模转换功能，在某些系统中，信源编码还包括加密功能。

数字电视技术考试题(参考)

A卷填空题（每个1分，共20分） 1、通信系统由三大部分组成：（信源）、（信道）、（信宿）。3 2、我国数字电视按信号传输方式分为（地面无线传输数字电视）（卫星传输数字电视）其标准为（DVB-S）和（有线传输数字电视）其标准为（DVB-C）和（地面数字电视标准）其标准为（DVB-T/DMB-T/DTTB）。6 3、在数字复用中，SPTS的含义为单节目流，而MPTS的含义为多节目流。2 4、节目专用信息PSI表由PA T表、（PMT表）、（CAT表）和（NIT表）组成。3 5、图像的4个级别（低级(LL)）、（主级(ML：Main level)）、（高1440级(H14L)）和（高级(HL)）。4 6、数字电视中用于显示的设备有：阴极射线管显示器(CRT)、（液晶显示器(LCD)）、（等离子体显示器(PDP)）、投影显示(包括前投、背投)等。选择题（每个1分，共12分） 1、在数字传输系统中，通常 B 用于地面传输， E 用于卫星传输。 A、DSB-SC B、QAM C、PDM D、PSM E、QPSK 2、在数字广播电视系统选用的编解码设备一般采用 B 标准。 A、MPEG-1 B、MPEG-2 C、JPEG D、MPEG-4 3、在MPEG–2中图像分成三种编码类型：I帧为（C）、B帧为（B ）和P 帧(A)。其中（B）的压缩比最高，（ C ）的压缩比最低。 A、双向预测编码的图像 B、前向预测编码的图像 C、帧内编码的图像 4、PSI 表中的CAT 表是（B ），PMT表（C ）。 A、节目关联表 B、条件接收表 C、节目映射表 D、网络信息表 5、调制误差率MER值越大说明调制的准确率越（C），码流出现的误码越(B)，图象质量越好。 A、大 B、小 C、高 D、低三、简述题和计算题 1、什么是数字电视？与模拟电视比有哪些优点10分 2、请说明电视信号数字化的3个步骤。10分 3、什么是复合编码？什么是分量编码，它们各有什么特点？5分视频信号的编码方式：复合编码（composite video）：将彩色全电视信息直接编成PCM码，变成一个数字复合电视信号分量编码（component video）：将亮度信号Y，色差信号R- Y和B-Y分别编码成三个数字分量电视信号二者比较： “复合编码”与电视制式有关。 “分量编码”与电视制式无关。在节目后期制作中：“复合”需解码 “分量”无需解码

信源编码

信源编码技术为什么要进行信源编码通信系统就是将产生的信息传输到目的地。信源有各种不同的形式，
如广播的信源是语音或音乐，电视的信源是活动图像，这些信源的输出都是模拟信号，称为模拟信源。计算机和存储器件（磁盘或光盘）输出的是离散信号，称为数字信源。在数字系统中传输的都是数字信息，不论是模拟信源还是离散信源其输出都必须转化为可以传输的数字信息，这种转化通常是由信源编码器来完成的。信源编码在移动通信中也称语音编码。 ? 信源编码的作用是用信道能传输的符号来表示信源发出的信息，在不失真或一定失真的条件下用尽可能少的符号传送信源消息，提高信息传输率。信源编码（如语音）对数字传输非常重要，而且对无线通信
来说显得尤其重要。
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?
随着数字电话和数据通信容量日益增长的迫切要求，而又不希望明显降低传送话音信号的质量，除了提高通信带宽之外，对话音信号进行压缩是提高通信容量的重要措施。
?在移动通信中，稀少而又昂贵的无线信道更一定要和必须要对传输的各种信号源进行压缩，以提高通信容量。
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模拟信源（语音）编码的种类
波形编码、参量编码、混合编码一般来说，波形编码器的话音质量高，但数据率也很高；参量编码器的数据率很低，产生的合成话音的音质有待提高；混合编码器同时使用参量编译码技术和波形编译码技术，数据率和音质介于它们之间。（1）波形编码波形编码比较简单，编码前采样定理对模拟语音信号进行量化，然后进行幅度量化，再进行二进制编码。解码器作数／模变换后再由低通滤波器恢复出现原始的模拟语音波形，这就是最简单的脉冲编码调制（PCM），也称为线性 PCM。可以通过非线性量化，前后样值的差分、自适应预测等方法实现数据压缩。波形编码的目标是让解码器恢复出的模拟信号在波形上尽量与编码前原始波形相一致，也即失真要最小。波形编码的方法简单，数码率较高，在64kbit/s至 32kbit/s之间音质优良，当数码率低于32kbit/s的时候音质明显降低，16 kbit/s时音质非常差。
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《信息论与信源编码》实验报告

《信息论与信源编码》实验报告 1、实验目的 (1) 理解信源编码的基本原理； (2) 熟练掌握Huffman编码的方法； (3) 理解无失真信源编码和限失真编码方法在实际图像信源编码应用中的差异。 2、实验设备与软件 (1) PC计算机系统 (2) VC++6.0语言编程环境 (3) 基于VC++6.0的图像处理实验基本程序框架imageprocessing_S (4) 常用图像浏览编辑软件Acdsee和数据压缩软件winrar。 (5) 实验所需要的bmp格式图像（灰度图象若干幅） 3、实验内容与步骤 (1) 针对“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”进行灰度频率统计（即计算图像灰度直方图），在此基础上添加函数代码构造Huffman码表，针对图像数据进行Huffman编码，观察和分析不同图像信源的编码效率和压缩比。 (2) 利用图像处理软件Acdsee将“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像 3.bmp”转换为质量因子为10、50、90的JPG格式图像（共生成9幅JPG图像），比较图像格式转换前后数据量的差异，比较不同品质因素对图像质量的影响； (3) 数据压缩软件winrar将“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”分别生成压缩包文件，观察和分析压缩前后数据量的差异； (4) 针对任意一幅图像，比较原始BMP图像数据量、Huffman编码后的数据量（不含码表）、品质因素分别为10、50、90时的JPG文件数据量和rar压缩包的数据量，分析不同编码方案下图像数据量变化的原因。 4、实验结果及分析 (1)在VC环境下，添加代码构造Huffman编码表，对比试验结果如下： a.图像1.bmp：

无失真信源编码

第3章无失真信源编码教学内容包括：信源编码概述、定长编码、变长编码常用的信源编码 3．1信源编码概述讲课内容： 1、信源编码及分类 2、信源编码定义 3、信源编码基础 1、给出编码译码示意图 2、编码：信源编码、信道编码。信源 = 信息 + 冗余信源编码：针对信源的编码，能更加有效地传输、存储信息。编码后尽可能减少所需信息的损失，提高编码后携带信息的效率。 3、信源编码的主要任务 a、减少冗余 b、提高编码效率 4、信源编码的基本途径 a、解除相关性

b 、概率均匀化 4、信源编码的两个基本定理 a 、无失真编码定理（可逆编码的基础、只适用于离散信源） b 、限失真编码定理（连续信源） 5、信源编码的分类 a 、冗余度压缩编码，可逆压缩，经编译码后可以无失真地恢复。统计特性：Huffman 编码，算术编码Arithmetic Coding b 、熵压缩编码，不可逆压缩压缩超过一定限度，必然带来失真允许的失真越大，压缩的比例越大译码时能按一定的失真容许度恢复，保留尽可能多的信息本章讨论离散信源无失真编码，包括定长、变长无失真编码定理和编码方法，以及几种实用的无失真信源编码，如香农编码、费诺编码、哈夫曼编码等。 6、信源编码的定义首先给出信源编码的定义，信源编码就是从信源符号到码符号的一种映射f ，它把信源输出的符号u i 变换成码元序列w i 。 f ：u i ——>w i ，i =1，2，…，q 译码是从码符号到信源符号的映射。若要实现无失真编码，这种映射必须是一一对应的、可逆的。给出马元、码字、马块、二元编码的概念

结合P34例3.1.1给出编码的分类如下：给出平均码长的定义和公式。结合P34例3.1.1进行二进制信源的简单编码，并计算平均码长。 3．2克拉夫特（Kraft）不等式讲课内容： 1、变长码的码字分离技术 2、即时码的引入和码树表示方法 3、即时码与克拉夫特不等式 1、变长码的码字分离技术 a、同步信号 b、可分离码字 2、即时码和码树表示法即时码是一种实时的惟一可译码，这类码无需另加同步信息，就能在接收端被分离出来。在信源编码和数据压缩中，这类编码无论在理论还是在实际中都有很大意义，对较简单的信源，可以很方便地用码树法直接且直观地构造出可以分离码（异前缀码）。

WCDMA技术的信源编码和信道编码

WCDMA技术的信源编码和信道编码 WCDMA网络是全球商用时间最长，技术成熟、可演进性最好的，全球第一个3G商用网络就是采用WCDMA制式。我国采用了全球广泛应用的WCDMA 3G技术，目前已全面支持HSDPA/HSUPA，网络下载理论最高速率达到14.4Mbps。2G无线宽带的最高下载速度约为150Kbps，我国的WCDMA网络速度几乎是2G网络速度的100倍。支持业务最广泛，基于WCDMA成熟的网络和业务支撑平台，其所能实现的3G业务非常丰富。无线上网卡、手机上网、手机音乐、手机电视、手机搜索、可视电话、即时通讯、手机邮箱、手机报等业务应用可为用户的工作、生活带来更多的便利和美妙享受。终端种类最多，截至2008年底，支持WCDMA商用终端的款式数量超过2000款，全球主要手机厂商都推出了为数众多的WCDMA手机。国内覆盖广泛，截至2009年9月28日，联通3G网络已成功在中国大陆285个地市完成覆盖并正式商用，新覆盖的城镇数量还在不断增长中，联通3G网络和业务已经覆盖了中国绝大部分的人口和地域。开通国家最广，可漫游的国家和地区最多，截至2008年底，全球已有115个国家开通了264个WCDMA网络，占全球3G商用网络的71.3%。截至2009年9月28日，中国联通已与全球215个国家的395个运营商开通了。 WCDMA的优势明显，技术成熟，在WCDMA物理层来看，信源编码和信道编码是WCDMA技术的基础，信源编码是采用语音编码技术，AMR语音编码技术是由基于变速率多模式语音编码技术发展而来，主要原理在于：语音编码器模型由一系列能提供多种编码输出速率与合成质量的声码器构成AMR支持八种速率。鉴于不同信源比特对合成语音质量的影响不同AMR 语音编码器输出的话音比特在传输之前需要按照它们的主观重要性来排序分类，分别采用不同保护程度的信道编码对其进行编码保护。信源编码AMR模式自适应选择编码器模式以更加智能的方式解决信源和信道编码的速率匹配问题，使得无线资源的配置和利用更加灵活和高效。实际的语音编码速率取决于信道条件，它是信道质量的函数。而这部分工作是解码器根据信道质量的测量参数协助基站来完成，选择编码模式，决定编码速率。原则上在信道质量差时采用低速率编码器，就能分配给信道编码更多的比特冗余位来实现纠错，实现更可靠的差错控制。在信道质量好、误比特率较低时采用高速率编码器，能够提高语音质量。在自适应过程中，基站是主要部分，决定上下行链路采用的速率模式。信源编码AMR编码器原理，WCDMA系统的AMR声码器共有八种编码模式，它们的输出比特速率不同。为了降低成本和复杂度，八种模式都采用代数码本激励线性预测技术，它们编码的语音特征参量和参量提取方法相同，不同的是参量的量化码本和量化比特数。AMR语音编码器根据实现功能大致可分为LPC分析、基音搜索、代数码本搜索三大部分。其中LPC分析完成的主要功能是获得10阶LPC滤波器的-.个系数，并将它们转化为线谱对参数，并对LSF进行量化；基音搜索包括了开环基音分析和闭环基音分析两部分，以获得基音延迟和基音增益这两个参数；代数码本搜索则是为了获得代数码本索引和代数码本增益，还包括了码本增益的量化。