清华大学多媒体课件(36)

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1、4.4.2DPCM和ADPCMDPCM差分脉冲编码调制DifferentialPulseCodeModulationDPCM编/解码原理图输入信号fn(ij)tn时刻的样本值fn(ij)是tn时刻以前采样值f1f2……fn-1所作的预测值en=fn(ij)-fn(ij)en’是en量化后的值量化误差qnfn’(ij)为输出信号^^fn(ij)-fn’(ij)=fn-(fn+en’)=(fn-fn)-en’=en-en’=qn^^1.预测器的设计假定给定样本序列X1,X2…..Xn-1，预测Xn，令预测值为Xn,则:Xn=a1x1+a2x2+……+an-1xn-1(1)a1,a

2、2…an-1为预测系数。Xn=∑aixi(2)en=xn-xnXn最优的计值是使方差en的期望值为最小的Xn，最优线性预测就是选择预测系数ai,使差值信号en的均方值最小。^^^^^n-1i=1均方误差的定义为:E{(Xn-Xn)}=E{en}假如Xn是一个平稳随机过程,E{en}对各个ai取偏导数,令其为零。^222通过线性方程组求出预测系数ai就得到n-1线性方程组,解ai系数。nm例如：三阶线性预测系统(m-1,n-1)(m-1,n)(m,n-1)(m,n)a1Ymn=a1Y(m,n-1)+a2Y(m-1,n-1)+a3Y(m-1,n)a1,a2,a3是满足误差最小Em

3、n=Ymn-Ymn的特定参数。^^a2a3求a1，a2，a3e(mn)=E{e}解上述线性方程就可得a1，a2，a3系数。22三阶DPCM线性预测框图(m-1,n-1)(m-1,n)(m,n-1)(m,n)a1a2a3^fmn=a1f(m,n-1)+a2f(m-1,n-1)+a3f(m-1,n)^2.ADPCM自适应预测编码这种编码方法中，量化器的步长和预测器的参数均能根据图象的局部特征作自适应的调整。ADPCM分成两类1.线性自适应预测器Yamada（1977年）提出了二维DPCM自适应预测方案。Xn=K(a1x1+a4x4)K是自适应系数^1.0+0.125

4、e’n-1

5、

6、<=ekK=1.0e1<

7、e’n-1

8、

9、e’n-1

10、在e1和ek之间，为大多数场合，此时K=1Xn=a1x1+a4x4(2).当

11、e’n-1

12、=ek,取K=1.125预测值将自动增加12.5%。(3).当

13、e’n-1

14、=e1时,取K=0.875预测值自动减少12.5%。2.非线性自适应预测器引进几个和临近象素有关的值，入i和di非线性改变预测的数。所以，叫非线性的自适应预测。S6S2S3S4S1S5x采用四点预测

15、Girl图计算a1=0.702a2=-0.200a3=0.437a4=0.061实际常用2幂次a1=0.75a2=-0.5a3=0.5a4=0.25在JPEG中预测器采用：0没预测1S12S33S24S1+（S3-S2）/25S3+（S1-S2）/26S1+S3-S27（S1+S3）/2S6S2S3S4S1S5x