【正文】 。 幀內(nèi)預測編碼只在像條所在的區(qū)域進行 。 – 幀內(nèi)預測采用 1階前值預測，利用空間相關(guān)性；幀間預測采用 1階前向預測或 2階雙向預測，利用時間相關(guān)性。 多極化的傳輸標準 ? 美國 ?1986年以前支持日本的 MUSE制 ?1987年提出發(fā)展 ATV(Advanced Television， 高級電視 ) ?1990年 5月 ,美國 GI公司正式發(fā)表全數(shù)字 HDTV傳輸制式 ——DigiCipher ?1993年 5月成立 HDTV大聯(lián)盟 (Grand Alliance, GA)， 著手制定統(tǒng)一的美國 HDTV標準 ?1995 年 4 月通過了 ATSC(Advanced Television System Committee)數(shù)字電視標準 ? 歐洲 ?1981 年 英 國 獨 立 廣 播 公 司 研 制 出 CMAC(Multipled Analogue Component)制 : 亮度 、 色差時分 ， 兩個色差逐行輪換 ， 射頻載波調(diào)頻傳送 ， 視頻帶寬 ?1986年提出 HDMAC制 ?受美國數(shù)字制式影響 ， 1993年開展 DVB(Digital Video Broadcasting)研究 ?1995年 ， 歐洲成立了 DVB聯(lián)盟 ， 共同制定數(shù)字電視的DVB標準： DVBS(Satellite)、 DVBC(Cable)、 DVBT(Terrestrial) ? 日本 – 日本廣播協(xié)會 (NHK)197080年代提出模擬高清晰度電視制式 ——MUSE制 （ 多重亞奈抽樣編碼 ） ： 1125行 ， 60場 ， 隔行掃描 ， 16:9幅型比；色度信號與亮度信號時分復用： TCI（ 時間壓縮合成 ） ；多重亞奈抽樣壓縮信號頻帶： 4場傳送 1幅 HDTV圖像； 寬 ， 調(diào)頻傳送 – 1996年啟動數(shù)字電視研制 – 1998年 9月制訂 ISDBT(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)標準，與歐洲的 DVBT類似 ? 中國 – 2023年組建音視頻技術(shù)（ AVS）標準工作組 – 2023年視頻部分正式頒布為國家標準 ? 需要注意：上述標準適用于 HDTV和 SDTV 通用的壓縮編碼標準 A / D 轉(zhuǎn) 換 信 源 編 碼 信 道 編 碼信 道 解 碼信 源 解 碼D / A 轉(zhuǎn) 換信道模 擬 彩 色 電視 信 號 輸 入解 碼 器編 碼 器? 數(shù)據(jù)壓縮的必要性 4:2:2 ， PAL： 864 625 25 2 8=216Mb/s(108MHz) ? 數(shù)字電視系統(tǒng)框圖 通用的信源編碼標準 MPEG2 ? MPEG(Moving Pictures Experts Group)即活動圖像專家組，建立于 1988年 ? MPEG1： 4:2:0采樣壓縮，每秒 ，圖像大小 352 240，掃描頻率 30場 /秒。 圖像輸入格式 最大輸出碼率 主型 高型 低級 LL ITUR601標準的 1/4 4Mb/s 352 240 30pel/s 352 288 25pel/s 主級 ML 符合 ITUR601標準 15Mb/s 20Mb/s 720 480 30pel/s 720 576 25pel/s 高 1440級H14L ITUR601標準的 4倍（ 4:3） 60Mb/s 80Mb/s 1440 1152 30pel 高級 HL ITUR601標準的 4倍 (16:9) 80Mb/s 100Mb/s 1920 1152 30pel 碼率 簡單型 SP 主型 MP 信噪比可分 級型 SNRP 空間可分級 型 SSP 高型HP 低級 LL 4 4 主級 ML 15 15 15 20 高 1440級H14L 60 60 80 高級 HL 80 100 Simple ProfileMain Profile SNR Scalable Profile Spstially Scalable Profile High Profile 020406080100HighLevelHigh1440Level MainLevelLowLevelSimple ProfileMain Profile SNR Scalable Profile Spstially Scalable Profile High Profile MPEG2適用點 視頻信源編碼的理論依據(jù) ? 原始圖像數(shù)據(jù)在空間及時間上的統(tǒng)計冗余度很大，存在大量無需傳送的多余信息： – 圖像的相鄰像素、相鄰行之間存在很強的相關(guān)性 ——空間相關(guān)性 – 相鄰場或幀對應像素間存在相關(guān)性 ——時間相關(guān)性 – 信息保持無損壓縮編碼 ? 人眼對圖像細節(jié)、幅度的變化、圖像的運動不同時具有最高的分辨力： – 信息非保持有損壓縮編碼 視頻信源編碼原理 預測編碼原理 ? 預測編碼概述 – 預測編碼也稱為 差分脈沖編碼調(diào)制 (DPCM， Differential Pulse Code Modulation)，使用已編碼像素的線性組合對未編碼像素進行預測，傳送其預測誤差（殘差）。 0 0 0 0? ( 1 ) ( )y n y n??在對 I圖像進行幀內(nèi)預測編碼之前 ， 首先對每一個 8 8的像塊進行二維離散余弦變換 （ DCT， Discrete Cosine Transform） ， 將像塊變換為由 8 8個變換系數(shù)組成的系數(shù)塊 。 B圖像 ——雙向預測編碼圖像 ， 像素的預測值為其前后相鄰幀相應像素值的加權(quán)平均 。多數(shù)殘差是由于兩幀之間物體運動引起的，所以更好的預測是在兩幀之間進行運動補償。 1 6 1 61111( , ) ( , ) ( , )256 kkmnM A D i j f m i n j f m n???? ? ? ???當 MAD(i,j)達到最小時 ， 兩個像素塊匹配 。 圖 49 在圖像序列中， P幀和 B幀傳送的是像素值與預測值的差值和每個宏塊的運動矢量。 設由 8 8像素組成的像素塊用矩陣 X表示，變換后的系數(shù)塊用矩陣 Y表示，則： 正向 DCT 反 DCT 其中 C表示 8 8的 DCT矩陣， CT是其轉(zhuǎn)置矩陣 TTY CX CX C Y C??18( 2 1 )12 160 , 0 7c os 1 7, 0 7ij ijijCij??? ? ???? ?? ? ? ???TTC C C C I?? C滿足正交矩陣性質(zhì) 右圖為 8 8DCT基本圖像 。 DCT系數(shù)的量化 8 16 19 22 26 27 29 34 16 16 22 24 27 29 34 37 19 22 26 27 29 34 34 38 22 22 26 27 29 34 37 40 22 26 27 29 32 35 40 48 26 27 29 32 35 40 48 58 26 27 29 34 38 46 56 69 27 29 35 38 46 56 69 83 Hunan University of Technology 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 對于 I幀的亮度和色度的量化加權(quán)矩陣 對于 P幀和 B幀的亮度和色度的量化加權(quán)矩陣 ? 對自然景物圖像的統(tǒng)計表明 ， DCT系數(shù)矩陣的能量集中在反映水平和垂直低頻分量的左上角 。 – 運動矢量的熵編碼：對運動矢量的水平和垂直方向差值進行熵編碼 。 TS流更適合在有干擾或誤碼的環(huán)境中傳輸 。 設格形圖上的序列為 ，接收到的幅度失真的碼序列為 ，其判決再生的序列為 ，則格形圖序列與接收序列之間差別測度： 漢明距離（硬判決） 若發(fā)送端將碼序列映射為電平序列 ，接收到的幅度失真的電平序列量化編碼為 ，格形圖上的數(shù)字序列為 ，則格形圖序列與接收序列之間的差別測度： 歐幾里得距離（軟判決） ATSC制維特比譯碼采用軟判決，其最大似然路徑是歐幾里得距離為最小的路徑。 交織器用參數(shù) 描述， 對于 (208,52)交織器交織前同一數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)在交織后將分散到 52個數(shù)據(jù)段中 (一個糾錯編碼包對應一個數(shù)據(jù)段 )。這種接口使用的連接速率就是傳送流的碼率，傳輸介質(zhì)可以是電纜或光纖。 能夠克服來自采用相同頻率的鄰近發(fā)射機的類似回波的同頻道干擾 。 1 1 1 1 00 10 01 11 Iq Qq （對應 y0,q） （對應 y1,q） QPSK星座圖（ bit順序 y0,q y1,q） 1 1 1 1 0011 1011 0111 1111 Iq Qq （ 對應 y0,q y2,q） （ 對應 y1,q y3,q） 均勻 16QAM星座圖 （ bit順序 y0,q y1,q y2,q y3,q） 3 3 3 3 1010 1000 1001 1101 1100 1110 0010 0000 0001 0101 0110 0100 MQAM調(diào)制： 16, 64M ?一個符號包含 2log M bit， M種符號對應星座圖上的 M個點 qI qQ 和 分別對正交的載波調(diào)制，生成 M種不同相位或不同幅度的調(diào)制載波，稱為M正交幅度調(diào)制即 MQAM 若原始數(shù)字序列的碼率為 R，則經(jīng) MQAM調(diào)制后的符號率為 。039。 S/P 變換 信號映射