数字视频信号源的编码器和解码器的研究1

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1、摘要数字视频/音频压缩编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Z中，新技术和新标准不断涌现，现代视频/咅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35価首映电影

2、相当。但是由于像素数人幅度增加，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，特别是对计算量最为庞大的运动估算的运动算法来说，编码器无疑耍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1IDTV图像进行压缩编码。本文主要针对数字视频信号源的编码器和解码器的研究。关键词：视频/音频压缩编码技术,编码器，译码器1数字电视的简介以及视频编码的原理1.1数字电视简介11.2视频编码的原理22视频压缩编码的方法31莫

3、尔斯码与信源编码32.2差值脉冲编码32.3预测编片马基本原T里42.4游程长度编码62.5霍夫曼编码62.6运动估计的运动补偿编码8MPEG-2编码器原理93.1MPEG-2的编码方式93.2PAL解码器133.3MPEG-2视频编码器14MPEG-2解码器原理154.1视频基本码流结构154.2MPEG-2解码1617致谢18参考文献191数字电视的简介以及视频编码的原理1.1数字电视简介数字生活方式是现代文明的一个重要标志。在与人们工作生活密切相关的电脑、手机和电视三大信息平台中，电脑和手机已实现了数字化

4、和网络化，为人们带来了多姿多彩的资讯和娱乐服务，也为相关企业带来了巨额利润。数字电视将带来数字生活方式的又一场惊天动地的革命。数字电视就是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的电视类型。其信号损失小，接收效果好。工作原理将电视的视音频信号数字化后，其数据量是很大的，非常不利于传输，因此数据压缩技术成为关键。实现数据压缩技术方法有两种：一、是在信源编码过程中进行压缩IEEE的MPEG专家组已发展制订了ISO/IEC13818(

5、MPEG-2)国际标准，MPEG-2采用不同的层和级组合即可满足从家庭质量到广播级质量以及将要播出的高清晰度电视质量不同的要求，其应用面很广，它支持标准分辨率16:9宽屏及高清晰度电视等多种格式，从进入家庭的DVD到卫星电视、广播电视微波传输都采用了这一标准。二、是改进信道编码发展新的数字调制技术，提高单位频宽数据传送速率。如，在欧洲DVB数字电视系统中，数字卫星电视系统(DVB-S)采用止交相移键控调制(QPSK)；数字有线电视系统(DVB-C)采用正交调幅调制(QAM)；数字地而开路电视系统就(DVB-T)

6、采用更为复杂的编码正交频分复用调制(COFDM)o数字电视可以按以下几种方式分类：按信号传输方式分类可以分为地面无线传输（地面数字电视DVB-T）.卫星传输（卫星数字电视DVB-S）.有线传输（有线数字电视DVB-C）三类。按产品类型分类可以分为数字电视显示器、数字电视机顶盒、一体化数字电视接收机。按清晰度分类可以分为低清晰度数字电视（图像水平清晰度大于250线）、标准清晰度数字电视（图像水平清晰度大于500线）、高清晰度数字电视（图像水平清晰度大于800线，即HDTV）。VCD的图像格式属于低清晰度数字电视（

7、LDTV）水平,DVD的图像格式属于标准清晰度数字电视（SDTV）水平。按显示屏幕幅型分类可以分为4：3幅型比和16：9幅型比两种类型。按扫描线数（显示格式）分类可以分为HDTV扫描线数（大于1000线）和SDTV扫描线数（600〜800线）等。1.2视频编码的原理视频图像数据有极强的相关性，也就是说有大量的冗余信息。其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。压缩技术就是将数据屮的冗余信息去掉（去除数据之间的相关性），压缩技术包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和懦编码压缩技术。去时域冗余信息使用

8、帧间编码技术可去除时域冗余信息，它包括以下三部分：—运动补偿运动补偿是通过先前的局部图像来预测、补偿当前的局部图像，它是减少帧序列冗余信息的有效方法。—坯幼表示不同区域的图像需要使用不同的运动矢量来描述运动信息。运动矢量通过爛编码进行压缩。—运动估计运动估计是从视频序列中抽取运动信息的一整套技术。注：通用的压缩标准都使用基于块的运动估计和运动补偿。去空域冗余信息主要使用帧内编码技术和爛