第6章_信源编码.

2.作用：
设法减少码元数目和降低码元速率，即通常把说的数据压缩 将信源的模拟信号转化成数字信号，实现模拟信号的数字化传输。
3.基本途径：
①使序列中的各个符号尽可能地互相独立--------解除相关性 ②使序列中各个符号的出现概率尽可能地相等--------概率均匀化
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第6章 信源编码 4.分类： (1) 二元码 若码符号集为X＝{0，1}，所得码字都是二元序列。 (2) 等长码(或称固定长度码) 若一组码中所有码字的码长都相同，即li=l(i＝1，2，…，q) (3) 变长码 若一组码中所有码字的码长各不相同， 即任意码字由不同长度li的码符号序列组成 (4) 非奇异码 若一组码中所有码字都不相同， 即所有信源符号映射到不同的码符号序列
M ( n

S
)
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第6章 信源编码
m (t )
×
ms (t)
ms (t)
低通 滤波器
m (t )
T (t )
(a)抽样

（b)恢复
ms (t ) m(t ) T (t ) m(nTs ) T (t nTs )
n
1 M S ( ) H ( ) M ( ) Ts
量化是指幅度的离散化 利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程就称为量化。 即用一组规定的电平值，将瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
量化电平 1.5
2
1
V m (t )
0.5
0
-0.5
Ts
2Ts
3Ts 4Ts 5Ts t
1
-1.5
2
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第6章 信源编码
量化前后模拟信号电平会有误差，而接收端解码后只能还原出量化值，
m h(t ) s (m t )
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第 6章 信源编码 ，
m m(t ) Ts ms (t ) h(t ) Ts ms (t ) s (mt )
Tsm

2
n
m(nT ) s (
s

m
(t nTs ))
2 Ts s 2m m
解：
一般语音信号的最高频率为3400HZ，按抽样定理可知： 抽样速率应选取为 最高频率的两倍即2*3400HZ=6800Hz 而实际当中我们会选取略大于2倍的频率， 所以在PCM系统中，我们选取的抽样频率为8000Hz。
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第6章 信源编码 2．脉冲振幅调制PAM
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第6章 信源编码 二、量化
第6章 信源编码
第6章 信源编码
学习要点： ※语音波形编码中的PCM、DPCM、增 量调制等的基本原理与性能比较 ※图像编码的基本方法,时分复用技术和 数字复接技术等
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第6章 信源编码
6.1.1信源编码的基本概念 1.含义：
对模拟信源输出的模拟信号进行数字化即A/D转换， 对数字信源输出数据进行压缩以减少数字信息中的冗余度即去冗余度。
1．均匀量化
均匀量化指量化间隔相等的量化。它把量化区等分成L个区间。设量化间隔等于 ，
2V k L
在分层电平数 L远大于1情况下，最佳的量化电平为分层电平的中点。 因此，量化误差e(t)分布在 之间
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(5) 奇异码 若一组码中有相同的码字，则称码为奇异码。 (6) 同价码 码符号集X:{x1, x2,…,xr}中每个码符号xi所占的传输时间都相同
(7) 码的N次扩展码 假定某码C，它把信源S中的符号si一一变换成码C中的码字Wi， 则码C的N次扩展码是所有N个码字组成的码字序列的集合。 (8) 惟一可译码 码的任意一串有限长的码符号序列只能被惟一地译成所对应的信源符号序列
s
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m (t )
M ( )
t (a)
N 0
N
(b)

T (t )

t (c)
T
( )
2 T

(d)
ms (t)
H
M ( )
0
H
2 T
t (f)

(e)
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【例6-1】 在语音信号的数字化过程中，抽样速率应选多大为合适？
否则，就称为非惟一可译码或非单义可译码。
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6.1.2 信源编码的技术类型 1.统计编码 2.预测编码 3.变换编码 4.识别编码
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6.2 语音的波形编码
6.2.1 脉冲编码调制(PCM)
6.2.2 差分脉冲编码调制(DPCM)
6.2.3 增量(ΔM)调制
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证明：
ms (t ) m(t ) T (t ) m(t )T (t nTs )
1 M S ( ) [ M ( ) T ( )] 2 1 2 [ M ( ) T ( )] 2 Ts
1 Ts
n
2 T ( ) ( ns ) Ts
即等于在原模拟信号上叠加一个误差，这误差是随机的， 对信号的影响就相当于噪声，就称为量化噪声。
即取样值与量化电平的差称为量化误差，
由量化误差所引起的噪声称为量化噪声
e(t ) m(t ) mq (t )
Nq E{e2 (t )} E{m(t ) mq (t )}2
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则
Tsm

1
m(t )
n
m(nT )s (
s

m
(t nTs ))
该式表明： 任何一个有限频带的信号可以展开成以抽样函数为基本信号的无穷级数， m(t ) 级数中各分量的相应系数就是原信号在相应抽样时刻的抽样值， t nT 也就是说，任何一个带限的连续信号完全可以用其抽样值来表示。
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6.2.1 脉冲编码调制PCM
模拟 信号入

PCM代码
m(t )
取样
量化 A/D转换
编码
数字通信 系统
模拟 信号出
m ' (t )
低通 滤波 D/A转换
译码 PCM代码
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一、抽样
1．低通抽样定理 在一个频带限制在(0，fm)内的时间连续信 号f(t)，如果以1/(2fm)的时间间隔对它进行抽 样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信 号。或者说，如果一个连续信号f(t)的频谱中 最高频率不超过fm，当抽样频率fs≥2fm时，抽 样后的信号就包含原连续信号的全部信息。