【正文】 的 PSNR下，平均碼流 MPEG4降低 41%，比 52%，比 MPEG2降低 67%（一套 SDTV/6Mbps降低為 ) 5．音頻壓縮標準 1) MUSICAM標準 2) AC – 3 標準 3) MPEG – 1 音頻編碼標準 MPEG – 1 算法的第 Ⅱ 層，即 MUSICAM標準，我國采用。 MUSICAM編碼 MUSICAM編碼的全稱叫做 “ 掩蔽型自適應(yīng)通用子頻帶集成編碼與復(fù)用 ” 。 編碼器的輸入信號是每聲道為 768kbit/s的 PCM數(shù)字化聲音信號， 用濾波器組分割成等寬的 32個子帶（當取樣頻率為 48KHz時，子帶寬度為750Hz）， 將子帶信號進行建立在聽覺特性基礎(chǔ)上的自適應(yīng)量化，即可完成人耳察覺不到量化噪聲的高質(zhì)量聲音編碼， 再經(jīng)數(shù)據(jù)壓縮成壓縮編碼的數(shù)字音頻信號。 解碼器先將數(shù)入的壓縮編碼的數(shù)字音頻信號解壓縮，然后經(jīng)合成濾波器將 32個子帶取樣合成為 32個音頻取樣，形成 PCM樣值。 MUSICAM編解碼器原理框圖如下： 2， MPEG1音頻編碼 MPEG1標準中的 ISO/IEC111723是 1993年公布的音頻壓縮編碼國際標準。我國現(xiàn)有的衛(wèi)星和有線標清數(shù)字電視系統(tǒng)的音頻壓縮編碼標準采用MPEG1第 Ⅱ 層即 MUSICAM。 MPEG1音頻壓縮編碼器輸入雙聲道（ L、 R） PCM數(shù)字音頻信號， 用濾波器陣分割成等寬的 32個相同大小的子帶，每個子帶的量化和比特分配用心理聲學模型確定，該模型符合人類聽覺的掩蔽特性。 量化后的取樣值與比特因子和其它編碼信息合成為所謂的 “ 幀結(jié)構(gòu) ” ，由此生成壓縮數(shù)據(jù)流。 MPEG1音頻編碼器原理框圖如下： MPEG1算法由層 Ⅰ 、層 Ⅱ 、層 Ⅲ 三種算法構(gòu)成，其共同點是算法都建立在 32個子帶編碼的基礎(chǔ)之上，層 Ⅰ 與層 Ⅱ 的最大不同是幀長度，層 Ⅰ 匯集 384個取樣加以處理，而層 Ⅱ 匯集 3倍于此的 1152個取樣加以處理。層 Ⅱ 使用較低的比特率，采用較長的幀長度，通道數(shù)為 2，取樣頻率是 32KHz、 、 48KHz中的任意一個。 層 號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 每聲道數(shù)碼率 192Kb/s 128Kb/s 64Kb/s 壓縮比 1： 1: 1:11 濾波器 子頻帶編碼 子頻帶編碼 子頻帶編碼 +變換編碼 頻譜分辨率 32個子帶 32個子帶 32個子帶、 18條子帶 特 征 基本算法 最佳編碼 濾波器組和熵編碼的 聯(lián)合應(yīng)用 應(yīng) 用 VCD DAB， DVBC、 S 通過 ISDN傳送聲音 計算機多媒體 廣播節(jié)目 六 .信道編碼和調(diào)制 1．信道編碼 為什么要進行信道編碼？ 信源編碼的碼流不適合在信道中傳輸，必須經(jīng)過某些處理，使之適合在信道中傳輸，這稱為信道編碼。否則，信道中噪聲和失真的影響將導(dǎo)致接收信號質(zhì)量劣化。 信道編碼技術(shù) 有線數(shù)字電視信號的信道編碼使用 : 基于 RS碼編碼的前向糾錯（ FEC）技術(shù)，為克服信道中的突發(fā)干擾造成的誤碼還采用了字節(jié)交織技術(shù)。 ——頻譜成形隨機化 碼流隨機化處理 碼流中加入冗余糾錯碼，形成誤碼保護數(shù)據(jù)包 (204,188)。 交織深度 I=12，形成相互交迭的誤碼保護數(shù)據(jù)包，以抵 抗信道中突發(fā)的干擾。 ? MPEG – 2傳輸碼流結(jié)構(gòu) ? MPEG – 2幀結(jié)構(gòu) 字節(jié)到符號的映射 經(jīng)信道編碼后的 MPEG – 2幀仍然是二進制碼流，對于 QAM調(diào)制，要將二進制碼流映射成符號，即進行 3bit/8電平變換。 1) 數(shù)字載波調(diào)制的基本類型 數(shù)字載波調(diào)制技術(shù)是在 HFC網(wǎng)中所涉及的把二進制數(shù)字 /數(shù)據(jù)基帶信號調(diào)制到載波上的技術(shù) 。 數(shù)字載波調(diào)制技術(shù)基本類型有 : ASK(幅移鍵控 )、 FSK(頻移鍵控 )、 PSK(相移鍵控 )、 QPSK(4PSK， 正交相移鍵控 )、 QAM(正交幅度調(diào)制 ). ASK、 FSK的圖解分述于后 。 幅移鍵控 (ASK)， 不同幅度代表 “ 1‖和 “ 0‖， 頻率 、 相位不變 。 頻移鍵控 (FSK)， 不同頻率代表 “ 1‖和 “ 0‖， 振幅 、 相位不變 。 ASＫ （ 幅移鍵控 ） 原理 BW =(1+d)?Nbaud BW 是帶寬 Nbaud是波特率 d 是與線路有關(guān)的因子 1 1 1 0 0 時間 時間 FSＫ頻移鍵控原理 時間 1 1 1 0 0 ASＫ所需帶寬 fc （ fc+N baud /2） （ fc－ N baud /2） N baud 振幅 頻率 2) 多進制的各種組合調(diào)制 數(shù)字信號是由 “ 0‖、 “ 1‖的編碼信號組成的 ， 當傳輸頻帶受到限制時 ,為了增加信息量 ， 通常采用多相位 、 多振幅和多頻率的各種組合調(diào)制 。 只變一個參數(shù)的如 : 多進制相移鍵控 。 多進制幅移鍵控 。 多進制頻移鍵控 . 兩個參數(shù)以各種組合的方式變化的組合調(diào)制如 : 正交振幅調(diào)制 QAM， 殘留邊帶調(diào)幅 VSB等 . 以多進制相移鍵控為例 : 它是以載波的不同相位代表二進制碼 ， 而載波的振幅 、 頻率不變 。 它的載波相位可以有 M個不同的取值 。 例如 M= 8， 其余可類推 。 2 相位 PSK(2PSK): 二進制數(shù)字 “ 0‖和 “ 1‖由兩個相位來代表 ， 相對對于某個參考值 ， 載波電位超前 90176。 代表 “ 1‖， 遲后 90176。 代表 “ 0‖。 4相位 PSK(4PSK)和 8相位 PSK(8PSK)， 它們的比特數(shù)和各相位間的關(guān)系示于后圖中 。 2PSK原理 0 1 1 0 0 (a) 波形 “0” “1” (b) 星坐圖 4PSK星痤圖 00 11 10 01 雙比特 00 01 10 11 相位 /176。 0 90 180 270 或 45 135 125 315 8PSK星痤圖 三比特 000 001 010 011 100 101 110 111 相位 /176。 0 45 90 135 180 225 270 315 110 000 100 010 101 011 001 111 3) 正交相移鍵控 在 CATV中 ， 常用正交相移鍵控 (QPSK)、 正交振幅調(diào)制 (QAM)和殘留邊帶調(diào)幅 (VSBAM)等數(shù)字載波調(diào)制 ， 這些都屬于多進制組合調(diào)制方式 ， 載波調(diào)制的基本模型中 ， 大都只改變載波三個參數(shù)中的一個 ， 如果把 ASK與 PSK結(jié)合起來同時改變兩個參數(shù) ， 每個又各有 x和 y 種變化 ， 總共有 xy 種可能變化和對每種變化的比特數(shù) 。 正交的兩個載波之和可以表示為 : Si(t)=aicos(ωct +Qi)+bisin(ωct+Qi) (T/2≤t≤T/2) (1) 若相應(yīng)的 Qi= 0， 177。 π/2， π (ai bi)=(1， 0)， (0， 1)， (1， 0)， (0， 1)； 對于 Qi = 177。 π/4， 177。 3π/4 (21/2ai 21/2bi)=(1， 1)， (1， 1)， (1， 1)， (1， 1)； 用 ai bi二維平面上的點來表示上述兩種情況 ， 即得起始相位不同的兩種 QPSK調(diào)制 .如下圖 QPSK是正交振幅調(diào)制 QAM最簡單的一種 。 粗略地講 ， QPSK在一個周期內(nèi) 可傳兩比特數(shù)據(jù) ， 對相同 的帶寬 ， 數(shù)碼率提高了一倍 。 實際上 ,為避免碼間干擾 ， 要對 波形進行均衡 ， 帶寬略有擴展 ， 數(shù)碼率就提高不了一倍 。 01 Q軸 I軸00 10 11 同向軸 正交軸 QPSK(4QAM)星坐圖 1(1振幅 4相位圖 ) QPSK(4QAM)星坐圖 2(1振幅 4相位圖 ) 11 01 I軸 同向軸 00 10 Φ=45176。 Φ=135176。 Φ=225176。 Φ=315176。 Q軸 正交軸 4) 8QAM星座圖和編碼信號時域圖 2振幅 4相位的 8QAM星座和時域圖舉例 。 由于振幅變化比相位變化更容易受噪聲影響 ， 因而振幅變化的數(shù)量都小于相位變化的數(shù)量 。 2 振幅 4 相位 001 000 110 101 100 010 011 111 8QAM星座圖舉例 8QAM時域