述评信源编码标准的历史沿革
论信源编码与信道编码
论信源编码与信道编码摘要:如今社会已经步入信息时代,在各种信息技术中,信息的传输及通信起着支撑作用。
而对于信息的传输,数字通信已经成为重要的手段。
而在数字通信系统中,信源编码和信道编码在信息的传送过程中起到了至关重要的作用,这要求我们对信源编码和信道编码的了解和认识有更高的层次。
关键词:信息传输数字通信信源编码信道编码正文:一.信源编码和信道编码的发展历程信源编码:最原始的信院编码就是莫尔斯电码,另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。
但现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码、算术编码、L-Z 编码,这三种都是无损编码,另外还有一些有损的编码方式。
信源编码的目标就是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输,最常见的应用形式就是压缩。
相对地,信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减,通过增加冗余,如校验码等,来提高抗干扰能力以及纠错能力。
信道编码:1948年Shannon极限理论→1950年Hamming码→1955年Elias卷积码→1960年 BCH码、RS码、PGZ译码算法→1962年Gallager LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)码→1965年B-M译码算法→1967年RRNS码、Viterbi算法→1972年Chase氏译码算法→1974年Bahl MAP算法→1977年IMaiBCM分组编码调制→1978年Wolf 格状分组码→1986年Padovani恒包络相位/频率编码调制→1987年Ungerboeck TCM格状编码调制、SiMonMTCM多重格状编码调制、WeiL.F.多维星座TCM→1989年Hagenauer SOVA算法→1990年Koch Max-Lg-MAP算法→1993年Berrou Turbo码→1994年Pyndiah 乘积码准最佳译码→1995年 Robertson Log-MAP算法→1996年 Hagenauer TurboBCH码→1996MACKay-Neal重新发掘出LDPC码→1997年 Nick Turbo Hamming码→1998年Tarokh 空-时卷格状码、AlaMouti空-时分组码→1999年删除型Turbo码虽然经过这些创新努力,已很接近Shannon极限,例如1997年Nickle的Turbo Hamming码对高斯信道传输时已与Shannon极限仅有0.27dB相差,但人们依然不会满意,因为时延、装备复杂性与可行性都是实际应用的严峻要求,而如果不考虑时延因素及复杂性本来就没有意义,因为50多年前的Shannon理论本身就已预示以接近无限的时延总容易找到一些方法逼近Shannon极限。
信道编码的发展
信道编码发展概述摘要:信道编码为了与信道的统计特性相匹配,并区分通路和提高通信的可靠性,而在信源编码的基础上,按一定规律加入一些新的监督码元,以实现纠错的编码。
本文主要介绍几种主要的信道编码和译码原理和它们实现方法和性能和各种编码的优缺点,并介绍其在现代通信技术中的应用如WCDMA和3G通信技术。
关键词:分组码; 卷积码; 级联码; Turbo码;通信技术;中图分类号:TP91811Development of Channel CodesAbstract: Channel coding in order to match the statistic properties of channel, and to distinguish the pathway and improve the reliability of communication, and on the basis of the source code, add some new oversight element according to certain rule, in order to realize the error correction coding. This paper mainly introduces several main channel coding and decoding principle and their implementation methods and properties and the advantages and disadvantages of all kinds of coding, and introduces its application in the modern communication technologies such as WCDMA and 3G communications technology.Key words:block codes; convolution code; concatenation codes turbo code; communication technology;0引言一个完整的通信系统,在从信源至接收的全过程中,对信号进行的编码包括信源编码、信道编码以及加密与解密,其中信源编码与信道编码是对信号进行处理的重要步骤,而加密与解密则主要用于接收系统中。
信源编码标准
信源编码标准一、引言信源编码是通信和信息处理领域中的一项关键技术,主要用于压缩数据,降低信号的冗余度,提高数据的传输效率和存储效率。
信源编码标准的发展随着通信和信息技术的发展不断演进,逐渐成为数字化时代的基础标准。
本篇文章将对信源编码标准的发展历程、主要标准以及未来的发展趋势进行概述。
二、信源编码标准的演进1.早期信源编码标准早期的信源编码标准主要基于统计特性进行数据压缩,最具代表性的标准是Huffman编码和算术编码。
这些标准虽然能够提供一定的压缩效果,但压缩率有限,且压缩和解压缩过程较为复杂。
2.JPEG标准随着图像处理和传输的需求增加,国际标准化组织制定了JPEG标准,即静态图像压缩标准。
JPEG通过离散余弦变换(DCT)和量化技术实现了较高质量的图像压缩,广泛应用于数码相机、打印机等设备。
3.MPEG标准为了满足视频压缩的需求,国际标准化组织制定了MPEG标准,即动态图像压缩标准。
MPEG系列标准包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等,这些标准通过帧间预测、变换编码和运动补偿等技术提高了视频数据的压缩率,广泛应用于数字电视、DVD、网络流媒体等领域。
4.H.26X标准H.26X系列标准是由国际电信联盟(ITU)制定的视频通信编码标准,包括H.261、H.263、H.264等。
这些标准在视频压缩技术上具有里程碑意义,通过混合编码框架、运动估计和补偿、变换编码等技术实现了较高的压缩效率和视频质量。
5.感知编码标准近年来,感知编码技术得到了快速发展,如感知哈夫曼编码和基于神经网络的编码技术。
这些技术基于人类视觉系统和听觉系统的感知特性进行数据压缩,具有更高的压缩效率和更好的视觉体验。
三、主要的信源编码标准目前主要的信源编码标准包括JPEG、MPEG、H.26X、感知哈夫曼编码等。
这些标准在不同的应用场景中具有广泛的应用价值,如JPEG在图像处理和传输领域广泛应用;MPEG在数字视频领域占据主导地位;H.26X系列标准在视频通信领域得到广泛应用;感知哈夫曼编码等新感知编码技术则引领着新一代数据压缩技术的发展方向。
信源编码基本理论及其应用
摘要本文首先先简单介绍了信源编码和数字通信系统XX源编码的相关作用及实际应用。
然后引入信源编码理论的信源研究和其编码方式部分并进行整理分析,基中涉及非均匀量化和哈夫曼编码的相关应用;应用部分主要是对以GMS 系统为首的CELP、AMR、SMV等实例应用系统进行了概述。
总体完成对信源编码及其实际运用的主要性质特点的论述与分析总结。
所用内容主要引自信源编码理论章节内容,具体主要涉及脉冲编码调制(PCM)和线性预测编码(LPC)以及图像压缩编码等。
关键词:信源编码;基本理论;实例应用目录摘要I一.前言1二.信源研究2三.信源编码方式及其相关应用33.1脉冲编码调制(PCM)33.2离散无记忆信源编码(DMS)73.3线性预测编码(LPC)11四.信源编码的实例应用124.1GSM系统124.2变速率码激励线性预测编码(CELP)124.3自适应多速率编码(AMR)134.4可选择模式语音编码(SMV)144.5视频信源编码H.26414参考文献15信源编码基本理论及其应用一.前言信息论的理论定义是由当代伟大的数学家美国贝尔实验室杰出的科学家香农在他1948 年的著名论文《通信的数学理论》所定义的,它为信息论奠定了理论基础。
后来其他科学家,如哈特莱、维纳、朗格等人又对信息理论作出了更加深入的探讨,使得信息论到现在形成了一套比较完整的理论体系。
信息通过信道传输到信宿的过程即为通信,通信中的基本问题是如何快速、准确地传送信息。
要做到既不失真又快速地通信,需要解决两个问题:一是不失真或允许一定的失真条件下,如何提高信息传输速度;二是在信道受到干扰的情况下,如何增加信号的抗干扰能力,同时又使得信息传输率最大。
通常对于一个数字通信系统而言,信源编码位于从信源到信宿的整个传输链路中的第一个环节,其基本目地就是压缩信源产生的冗余信息,提高整个传输链路的有效性。
在这个过程中,对冗余信息的界定和处理是信源编码的核心问题,根据这些冗余信息的不同特点设计和采取相应的压缩处理技术进行高效的信源编码。
第五章信源编码(编码定义及定长编码)
所以送一个信源符号x需要的平均信息率为:
K KL logm L
信息率最小就是找到一种编码方式使
KL logm L
最小。
5.2.1定长编码定理
定义:各个码字码长都相等的码 定长码中每个码字长度相等,所以只要定长码是非奇异
码,则必为唯一可译码
非奇异码 唯一可译码
即时码
非奇异码 唯一可译码
即时码
变长码
等长码
消息
概率
C1
C2
C3
C4
C5
C6
u1
1/2
000
0
0
0
1
01
u2
1/4
001
01
10
10
000
001
u3
1/16
010
011
110
1101 001
100
u4
1/16
011
0111 1110 1100 010
101
u5
1/16
100
01111 11110 1001 110
110
u6
1/16
101
解码:按照码符号的顺序,从根节点依次查询到终端节点,就得到对应的 信源符号。再从根节点对剩下的码符号序列做相同的处理,直到处理完码 符号序列中所有的码符号
对应表中的码4分析
A01Fra bibliotek01
1
0
0
1
0
10 1
0
1
000
001 010
011 100 101 110
111
一阶节点 二阶节点 三阶节点
唯一可译码存在的充要条件
我们之后介绍的是二元信道中的编码。
数字电视信源编码的主要技术与标准
数字电视信源编码的主要技术与标准【摘要】:本文介绍了有关数字电视信源编码的一些主要技术和标准,包括数字演播室标准ITU--601,压缩编码的基本原理和方法,图像压缩编码标准H261,JPEG和MPEG,以及作为数字电视信源编码标准输出的MP EG--2码流的形成。
准数字电视和数字高清晰度电视在内的数字电视体系的开发研究正加紧进行。
美国已完成称为GA的数字高清晰度电视的标准制定及其进入实用的时间表,欧洲则在开发独立的数字电视方案,并制定了数字电视广播DVB的标准。
这一切都是以数字电视信源编码的一系列技术与标准的成熟为基础的。
信源编码作为数字电视系统的核心构成部分,直接决定了数字电视的基本格式及其信号编码效率,决定了数字电视最终如何在实际的系统中实现。
一.数字电视的信源编码一个完整的数字电视系统包括数字电视信号的产生、处理、传输、接收和重现等诸多环节。
数字电视信号在进入传输通道前的处理过程一般如图1所示:电视信号在获取后经过的第一个处理环节就是信源编码。
信源编码是通过压缩编码来去掉信号源中的冗余成分,以达到压缩码率和带宽,实现信号有效传输的目的。
信道编码是通过按一定规则重新排列信号码元或加入辅助码的办法来防止码元在传输过程中出错,并进行检错和纠错,以保证信号的可靠传输。
信道编码后的基带信号经过调制,可送入各类通道中进行传输。
目前数字电视可能的传输通道包括卫星,地面无线传输和有线传输等。
信源编码的目的是通过在编码过程中对原始信号冗余度的去除来压缩码率,因此压缩编码的技术与标准成为信源编码的核心。
九十年代以来,各种压缩编码的国际标准相继推出,其中MPEG-2是专为数字电视《包括标准数字电视和数字高清晰度电视》制定的压缩编码标准。
MPEG-2压缩编码输出的码流作为数字电视信源编码的标准输出码流已被广泛认可。
目前数字电视系统中信源编码以外的其他部分,包括信道编码,调制器,解调器等,大都以MPEG-2码流作为与之适配的标准数字信号码流。
国际标准书号的起源与发展:从SBN诞生到ISBN修订
用在某些商业领域、大学和政府部门,美国著名的鲍克 了为图书统一编号的建议,但没有结果。1962年,美国哈 上发表了《为现行出版物设计一个全国号码的建议》 ,亦无 果[1] 。这些建议在1960年之后长达五六年的时间内一直没 有结果的根本原因在于: (1)计算机在商业领域的应用还 图书编码方案,建议更多地还是停留在阐述意义及呼吁的 层面。 十分有限,前景尚不明朗; (2)尚未设计出合理、详备的 1964年,计算机的发展进入了第三代集成电路时代。
1966年,英国出版者协会对在英国图书贸易中采用标
当 然 也 不 例 外。1960年, 晶 体 管 计 算 机 刚 被 成 功 地 运 (R.R.Bowker)公司负责人、大书商梅尔彻尔便敏锐地提出 瑞尔等人又在《图书馆方法与技术服务》杂志冬季第二卷
新 技 术 的 应 用 对 产 业 发 展 的 影 响 是 巨 大 的, 书 业
转换上。
0,这使得英国书号的升位工作异常简单,只需要在原来图 后一位校验码可能需要重新计算的问题。相对三十多年后 说是空前绝后的优待。
在SBN转换为ISBN的过程中,英语区优先采用了代码
柏林举办的第三届国际图书市场研究与图书贸易合理化会 制定一种国际通用的图书编号系统的倡议
[10]
目前,国内外学界比较统一的观点是将1966年11月在
学 研
VIEW ON PUBLISHING
2017 年 3 月上总第 287 期
国际标准书号的起源与发展:从 SBN 诞生到 ISBN 修订
文 / 王俊琴
【摘 要】国际标准书号(ISBN)是国际出版业和图书贸易通用的标识编码,历经 50 年发展演变,已被全球 160 余个国 家和地区广泛采用,为出版业界所熟知。但学界对国际标准书号的历史研究仍有诸多不足。本文在厘清国际标 准书号发展历史的基础上,纠正了相关文献中的讹误,补充了 1970 年以前英国标准书号(SBN)的发展历程, 明确了国际标准书号的设计者及 SBN 的校验码算法,并深入分析了国际标准书号升位的原因。 【关 键 词】国际标准书号; 英国标准书号; 设计者; 校验码算法 【作者单位】王俊琴,百花洲文艺出版社。
AVS2信源编码标准的发展和认识
1 引言2016年5月颁布的广电行业标准《高效音视频编码第1部分:视频》(GY/T 299.1-2016),简称AVS2,是我国自主制定的第二代信源编码标准。
在国家广播电视总局(原国家新闻出版广电总局)和工信部指导下,由AVS 标准工作组、AVS产业联盟、国家广播电视总局广播科学研究院、中央电视台等单位联合完成的,适用于超高清电视和高清电视广播等各类音视频应用。
标准已于2016年的5月6日起正式发布并自发布之日起实施。
2 AVS工作组国际上早已发布了视频压缩编码技术的行业核心标准,如MPEG标准。
并通过技术垄断,致使我国长期被动设备与系统提供高效经济的编解码技术。
AVS标准在制定过程中,AVS工作组会收到各个联合单位的提案,所有提案在统一的参考软件平台上进行严格测试,交叉验证。
经过多轮技术竞争和淘汰后再最终采纳。
需要说明的是,AVS标准的许可模式为:凡是向AVS工作组提交技术和提案的单位都需要对其专利许可意向做出承诺,允许免费使用或者加入AVS专利池。
3 发展进程音视频编解码技术是音视频产业链的关键技术,从技术标准开始,影响到芯片、系统,最终影响到制造效率至少能提高一倍。
编码标准基本每10年编码效率提高1倍。
第一代AVS标准,简称AVS1,国标为GB/T 20090.2-2006《信息技术先进音视频编码第2部分:视频》。
AVS1标准视频部分于2006年2月颁布为国家标准,是我国第一个拥有自主知识产权的音视频编解码标准,其中第2部分(AVS-P2)为视频编码标准[1]。
2012年7月10日,广播电影电视行业标准GY/T 257.1-2012《广播电视先进音视频编解码第1部分:视频》颁布,简称AVS+,是在AVSP2标准基础上定制的AVS1增强版,主要面向高清和3D电视节目的视频编解码标准。
并于2014年3月发布《广摘要:本文通过对AVS2编码标准的发展进程进行梳理、介绍,分析AVS2与其他常见编解码标准的性能、专利费用的优势对比,解读其应用前景。
信源编码及其发展动态方河仅
信源编码及其发展动态班级:通信112班姓名:方河仅学号:201110404233摘要:在传统通信系统中,信源编码与传输中抵抗信道损耗的保护技术(信道编码)是分别考虑的。
但是,在实际中发现,用某种特定方法连接起来的最优信源编码器和信道编码器,并不一定能够成最佳通信系统。
因此出现了实现通信系统整体优化的信源信道联合编码理论。
本文给出的信源信道编码理论及其发展动向。
实验表明在高噪信道使用联合编码器进行图像传输,性能改善效果非常明显。
关键词:信源编码发展数字信源与信道编码1.引言为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量,对信源输出的符号序列所施行的变换。
具体说,就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法,把信源输出符号序列变换为最短的码字序列,使后者的各码元所载荷的平均信息量最大,同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。
2.信源编码信源编码的作用信源编码的作用之一是设法减少码元数目和降低码元速率,即通常所说的数据压缩;作用之二是将信源的模拟信号转化成数字信号,以实现模拟信号的数字化传输。
信源编码方式最原始的信源编码就是莫尔斯电码,另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。
但现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码、算术编码、L-Z编码,这三种都是无损编码,另外还有一些有损的编码方式。
信源编码的目标就是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输,最常见的应用形式就是压缩。
另外,在数字电视领域,信源编码包括通用的MPEG—2编码和H.264(MPEG—Part10 AVC)编码等相应地,信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减,通过增加冗余,如校验码等,来提高抗干扰能力以及纠错能力。
为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量,对所施行的变换。
具体说,就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法,把信源输出符号序列变换为最短的码字序列,使后者的各码元所载荷的平均信息量最大,同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。
信源编码标准AVS及其在数字电视中的应用
信源编码标准AVS及其在数字电视中的应用[摘要]:信源编码标注avs是我国自主研发完成的第二代信源编码标准,它取代了一直以来国外相关标准垄断的市场状况,让我国数字电视也有了自己的信源编码标准。
本文将探讨信源编码标准对数字电视的重要意义,同时分析国际音视频标准中的亮点,并且介绍avs标准的概况及其在数字电视系统中的应用。
[关键词]:信源编码标准 avs 数字电视前言数字电视等音视频系统与产品已经越多越多的走入人们的生活,在这些产品的使用中需要某些重要的技术标准为支撑,其中最关键的一个就是信源编码标准系统了。
一直以来,我国都没有自主的系统做支撑,我国的数字电视多年来使用的都是国外的相关信源编码标准,其中使用最普遍的是mpeg-2。
随着我过在信源编码标准上研发力度的加大及相关技术水平的不断提升,2002-2003年间我国终于研发出自主的数字音频视频解码技术标准avs(audio video coding standard),它不仅实现了我国在这个领域技术层面的突破,并且avs和目前最新的国际标准相比还具备许多优势,不仅性能十分良好,复杂程度低,相关的软件与硬件的实现成本也很低,avs 的成功研发为我国的音频视频解码技术提供了核心竞争力。
一、信源编码标准对数字电视的重要意义信源编码标准是数字电视中最核心的技术标准,数字电视一半以上的技术问题需要信源编码标准来解决,例如高质量音视频、带宽节省、操作交互、内容交互及特技功能等,这些内容的实现都需要信源编码做技术支撑。
一直以来,市场上最常用的信源编码标准是mpeg-2,在我国还没能自主研发出一套好的标准前,我国数字电视也都是采用的这套标准。
然而,1994年研发使用至今的mpeg-2技术上已经越来越显现出其落后的方面,尤其是它的编码效率越来越多的被人们诟病。
基于这样的市场环境,我国洞察到了良好的市场机遇,于是开始加大研发力度,想要打造出一款新的、性能好的信源编码标准。
第5章信源编码标准
● MPEG-4:音视对象编码,标准号ISO/IEC 14496。 ● MPEG-7:多媒体内容描述接口,标准号ISO/IEC 15938。 ● MPEG-21:多媒体框架,标准号ISO/IEC 21000。
03:36
03:36
1
视频编码国际标准的制定
03:36
2
5.1 数字音视频编码标准概述
国际上数字音视频编码标准主要有两大系列: (1)国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)
●ISO/IEC: JPEG, JPEG2000, MPEG-x (2)国际电信联盟电信标准部(ITU-T)
● ITU-T: H.26x
(3)我国掌握主要知识产权,专利授权模式简单,费用低。
03:36
19
AVS标准
AVS(Audio Video Coding Standard)的正 式名称为“信息技术-先进音视频编码”,包括 系统、视频、音频、数字版权管理(DRM)等 主要技术标准及一致性测试等支撑标准,主要 面向HDTV、HD-DVD和宽带流媒体等视频应用。
也可以这么说, H.26× 标准只相当于MPEG标 准中的视频编码部分。
03:36
7
H.261
H.261 是ITU-T 为在综合业务数字网(ISDN)上开展双向声
像业务(可视电话、视频会议)而制定的,速率为64kb/s的整数
倍。H.261 只对CIF(352x288像素,会议电视) 和QCIF
(176x144像素,可视电话)两种图像格式进行处理,每帧图像
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11
2001 年,ISO 的MPEG 组织认识到H.26L 潜在 的优势,随后ISO 与ITU 开始组建包括来自ISO/IEC MPEG与ITU-T VCEG 的联合视频组(JVT),JVT 的主要任务就是将H.26L 草案发展为一个国际性标 准。于是,在ISO/IEC中该标准命名为AVC (Advanced Video Coding),作为MPEG-4 标准的 第10 个选项;在ITU-T 中正式命名为H.264标准。该 标准在2003 年3 月正式获得批准。
疾病编码的起源与历史发展
疾病编码的起源与历史发展在医学领域中,疾病编码是一种用于描述与识别疾病的系统化方法。
通过对疾病进行编码,医务人员可以更准确地记录和交流病人的诊断结果。
这一概念的起源可以追溯到远古时代,而现代疾病编码的发展则经历了多个阶段。
本文将深入探讨疾病编码的起源与历史发展。
一、疾病编码的起源最初对疾病进行编码的历史可以追溯到公元前2000年的古埃及。
在古埃及,医生将疾病进行分类并编写符号以记录相关的医疗信息。
这种编码系统的目的是为了识别不同的疾病,并记录与之相关的治疗方法和效果。
在古代古希腊,著名的医学家希波克拉底斯也进行了类似的尝试。
他将疾病根据其症状和临床表现进行分类,并提出了一种简单的符号系统以进行记录。
然而,直到20世纪初,疾病编码系统仍然相对简单,缺乏统一性。
不同国家和机构使用不同的编码方法,导致交流和比较疾病数据变得困难。
二、疾病编码的现代发展现代疾病编码的发展可以追溯到20世纪40年代,当时一个名为"美国医院协会"的组织开始创建一套统一的疾病编码系统。
这个系统最初被称为"国际协调疾病名录"(International Classification of Diseases,简称ICD),它的目标是建立一个国际通用的疾病编码标准。
ICD系统的发展经历了多个版本的更新和修订,每个版本都致力于提高疾病编码的准确性和完整性。
截至2021年,目前最新的版本是ICD-10,它已经成为世界上绝大多数国家使用的国际标准。
ICD-10系统将疾病编码分为多个级别,从大类别到细分类别,以便对不同类型的疾病进行更准确的分类和描述。
它提供了大量的编码选项,可以覆盖各种不同的疾病、症状和医疗过程。
除了ICD系统,还有其他编码系统在不同国家和领域中使用。
例如,在美国,医保机构和医疗保健提供者使用的编码系统是美国医疗保险诊断编码(International Classification of Diseases, Ninth Revision,Clinical Modification,简称ICD-9-CM)和美国医疗保险诊断编码(International Classification of Diseases, Tenth Revision, Clinical Modification,简称ICD-10-CM)。
视频信源编码技术标准概述
视频信源编码技术标准概述作者:孙仲文来源:《中国新通信》 2018年第5期【摘要】视频信源编码技术在视频的传输过程中起到非常重要的作用,有着十分广泛的应用。
本文介绍了从第一代视频信源编码标准MPEG-2 到第二代视频信源编码标准的发展过程,并对第二代信源编码标准中的MPEG-4,H.264 与AVS 进行了介绍与分析比较。
【关键词】信源编码 MPEG-4 H.264 AVS随着大量视频类应用的问世,视频在生活中的影响越来越显著,视频在网络中的传输也有了越来越高的要求。
因此,视频信源编码技术变得越来越重要,需要对视频信源编码技术制定相应的标准。
之前国际普遍使用的是欧美MPEG专家组研发的第一代标准,如MPEG-2,国际数字欧洲委员会2011 年宣布MPEG-2 技术将被新技术取代。
现在,第二代视频信源编码标准已投入使用,如MPEG-4 和在此基础上开发出的H.264 以及中国自主研发的AVS。
与第一代信源编码标准相比,第二代标准对网络宽带的要求更低,速度更快。
本文将对MPEG-4,H.264 和AVS 三种常见的视频信源编码标准进行介绍与比较。
一、MPEG-2/MPEG-4 标准介绍MPEG-2 由MPEG 专家组与ITU 在1994 年联合制定,其中的图像压缩原理包括两个相关性的部分:空间和时间。
空间相关性即每个像素点与周围像素点在亮度,色度上的联系;时间相关性即连续图像序列每一帧前后之间的联系,这种相关性使图像压缩过程中出现偏差的概率降低。
与为CDROM光盘的视频存储和播放制定的MPEG-1 相比,MPEG-2可以适用于传输率要求更高,数据量更大的视频信源,因此可以作为数字电视特别是广播级数字电视的编码输送标准。
另外,MPEG-2 可以在一定范围内改变压缩比以适应不同的画面质量、存储容量及带宽要求。
在很长一段时间内,MPEG-2 成为国际上包括我国在内普遍使用的信源编码标准,其优良的性能甚至让MPEG 专家组取消了MPEG-3 的发布。
中文化和国际化问题权威解析之一 字符编码发展历程
中文化和国际化问题权威解析之一字符编码发展历程前几天看文初的《精武门之Web安全研讨会首日感受》,说到利用字符集攻击时提到以前宝宝写的一篇有关国际化的文章,趁机再次拜读了宝宝的这篇大作,不得不感慨宝宝的写作功底,无敌!这么好的文章不分享出来实在是太可惜了,在此将宝宝的大作转帖于此;作者序在我开发Java程序的几年中,遇到得最多,也是别人向我提问最多的问题,就是各种各样看似稀奇古怪的中文乱码问题了。
网上也有许多解释和解决Java中文问题的文章,但水平参差不齐,有一些文章甚至是错误的。
此外,我们公司自己的Java程序从一开始就采用了错误的方式处理中文问题,虽能解一时之急,却引出了越来越多的深远的问题。
每当我听到有的同事还在讨论如何特殊处理双字节的中文GB码,就感慨他们思路的狭隘。
试问,今天我们可以用特殊的方式处理我们所熟悉的中文编码,可是今后我们怎样才能应付日文版、韩文版、或世界其它国家语言的产品开发呢?在我看来,与其说这些问题是"中文化问题",不如说是"国际化问题"。
所谓的"汉化"这种说法已经随时代远去了。
想想看,这个词带有明显的小农经济的色彩:自家汉化自家用,哪管世界变化多。
经过汉化的软件,常常意味着:版本落后、不兼容、不稳定。
为什么会这样呢?根本原因是,从软件的设计阶段,就没有考虑国际用户的需要,没有采用国际通用的标准。
事后要弥补自然难上加难。
所以让我们把眼光放开,想一想"国际化"。
当然国际化的目的还是生产出"汉化"的软件,但我们可以用同样的方法"韩化"、"日化"、"阿拉伯化",统称为"本地化"--这就是"国际化"的目的。
国际化和本地化有两个很体面的英文缩写:I18n(Internationalization)和L10n(Localization)。
信源编码和信源解码
信源编码和信源解码信源编码和信源解码字、符号、图形、图像、音频、视频、动画等各种数据本身的编码通常称为信源编码,信源编码标准是信息领域的基础性标准。
无论是数字电视、激光视盘机,还是多媒体通信和各种视听消费电子产品,都需要音视频信源编码这个基础性标准。
大家用电脑打字一定很熟悉,当你用WORD编辑软件把文章(DOC文件)写完,存好盘后,再用PCTOOLS工具软件把你的DOC 文件打开,你一定能看到你想象不到的东西,内容全是一些16进制的数字,这些数字叫代码,它与文章中的字符一一对应。
现在我们换一种方法,用小画板软件来写同样内容的文章。
你又会发现,用小画板软件写出来的BMP文件,占的内存(文件容量)是DOC文件的好几十倍,你知道这是为什么?原来WORD编辑软件使用的是字库和代码技术,而小画板软件使用的是点阵技术,即文字是由一些与坐标位置决定的点来组成,没有使用字库,因此,两者在工作效率上相差几十倍。
[信源]->[信源编码]->[信道编码]->[信道传输+噪声]->[信道解码]->[信源解码]->[信宿]目前模拟信号电视机图像信号处理技术就很类似小画板软件使用的点阵技术,而全数字电视机的图像信号处理技术就很类似WORD编辑软件使用的字库和代码技术。
实际上这种代码传输技术在图文电视中很早就已用过,在图文电视机中一般都安装有一个带有图文字库的译码器,对方发送图文信号的时候只需发送图文代码信息,这样可以大大地提高数据传输效率。
对于电视机,显示内容是活动图像信息,它哪来的“字库”或“图库”呢?这个就是电视图像特有的“相关性”技术问题。
原来在电视图像信号中,90%以上的图像信息是互相相关的,我们在模拟电视机中使用的Y/C(亮度信号/彩色信号)分离技术,就是利用两行图像信号的相关性,来进行Y/C分离。
如果它们之间内容不相关,Y/C 信号则无法进行分离。
全数字信号电视也一样,如果图像内容不相关,则图像信号压缩也就要免谈。
给力!人工智能、物联网、智能城市…回顾物品编码30年的历史发展!
给力!人工智能、物联网、智能城市…回顾物品编码30年的历史发展!三十年执着耕耘三十年不懈追求中国物品编码中心成立于1988年如今迎来了而立之年在国家市场监管总局、国家标准委的正确领导下,在地方市场监管部门的大力支持和帮助下,在全国物品编码工作者的共同努力下,编码中心砥砺前行、锐意进取、不畏艰难、开拓创新,带领我国物品编码事业从无到有、从弱到强,见证了改革开放,也践行了改革创新。
从无到有、从小到大为社会和经济各领域的发展发挥了不可或缺的作用1艰难创业解决我国产品出口和国内商业流通亟需1986年,我国许多产品因没有条码不能出口,或被外商以需要贴条码或重新包装为由,肆意压低价格。
商品条码在一定程度上成为我国产品出口的一个关键技术壁垒。
老一代编码人以敏锐的眼光和强烈的时代使命感,抓住机遇,开始跟踪研究这项新技术,将条码技术正式引入中国。
1988年9月,原国家技术监督局会同原国家科委、外交部和财政部,向国务院提交请示报告,提出成立中国物品编码中心,并加入国际物品编码协会,同年12月得到国务院批准,编码中心正式成立。
经过两年多的努力,成功解决了中国台湾编码组织名称问题,中国物品编码中心代表我国加入国际物品编码协会。
从此,确立了编码中心的国内国际地位,为我国的物品编码工作提供了组织保障。
★发动企业申请第一个厂商识别代码,建立我国第一个POS系统试点。
研发北京血站的采供血条码管理系统。
从引进第一台条码胶片制作设备,成功印制出高质量的条码符号,到形成技术领先的条码检测能力。
从颁布《商品条码管理办法》,32个省市出台地方法规,到制定《商品条码》等40多项国家标准。
从成立第一家分支机构,形成覆盖全国的工作体系,到培养一支较为成熟的技术管理队伍。
中国物品编码中心解决了产品出口使用条码的难题,紧紧抓住了国内零售市场对外开放带来的良好机遇,推动了我国商业流通模式的变革。
这一阶段,编码中心核心竞争力基本形成。
2抓住机遇实现物品编码跨越式发展通过以示范带应用,以应用促发展,先后建立了70多个应用示范系统,全面推进商品条码在食品追溯、医疗卫生、服装、化工、建材等领域的广泛应用,极大地拓宽了条码应用的深度和广度。
2.5.1 软件无线电中信号的编解码_软件无线电原理与技术_[共3页]
软件无线电原理与技术– 80 – 2.5.1 软件无线电中信号的编解码在软件无线电中,信号的编解码算法与一般系统的编解码相似。
下面以2G 和3G 典型通信系统为例,介绍信源编解码和信道编解码的基本原理和算法。
1.信源编解码从第二代数字式移动通信系统开始,语音编码技术就已得到了充分利用,并且由于2G 的主要业务是语音业务,所以信源编码还只是语音压缩编码。
到了第三代系统,由于业务的扩展,信源编码不仅包含语音压缩编码,还包含各类图像压缩编码和多媒体数据压缩等方面的内容。
本节以RPE-LTP 和AMR 编解码为例,讨论语音压缩编码的原理和算法。
信源编码能提高通信系统的有效性,利用信源的统计特性,解除信源的相关性,去掉信源多余的冗余信息,以达到压缩信源信息率、提高系统有效性的目的。
(1)2G 通信系统中的信源编解码第二代移动通信系统中,最典型的是GSM 系统,它采用的语音编码技术是规则脉冲激励—长时预测(RPE-LTP ),编码速率是13kbit/s ,包括预处理、线性预测编码(LPC )分析、短时分析滤波、长时预测和规则脉冲滤波与编码等5个主要部分,如图2.53所示[41]。
图2.53 RPE-LTP 编码示意图① 预处理——消除信号中的直流分量,并采用一阶有限冲激响应(FIR )滤波器进行高频分量的预加重,其目的是加强语音谱中的高频共振峰,使语音短时谱及线性预测LPC 分析中的余数谱变得更平坦,从而提高谱参数估值的精确性。
② LPC 分析——预测滤波器的系数。
它包含5个子模块:分帧、自相关、Schur 递归、对数面积比和LAB 编码。
③ 短时分析滤波——通过LPC 分析求得对数面积比值LAR ,再经过3个子模块:LAR 解码、插值及反变换,求出并送入格型结构滤波器,最后求得余量信号值d (n )。
④ 长时预测[42]——长时预测是为了除去语音信号相邻基音周期之间的长时相关性,以便压缩编码速率,按子帧处理,每一帧分成4个子帧,每个子帧含有40个样点。
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自从我国广电进入数字化变革以来。
在卫星广播系统.有线电视系统.电视台制播系统的数字化初期.人们
毫无争议地选择了MPEG-2信源编码标准.这是一个历史
的必然。
而今.全国乃至全球的数字化变革正在不断深化.
涉及到广电的各个业务角落,甚至深入到网络融合的新媒
体业务中;所到之处.广大用户切身感受到的是数字化带
来的感官痛快,但却给工程技术开发人员造成了心理”郁
闷”.倍感头痛的是信源编码标准的“两难选择”:是采用
MPEG一2,还是采用第二代信源编码标准.或是H.264,或
是AVS国标。
工程实践中的”两难”出现的频率极高.无
论数字电视地面广播国标的推广、奥运高清节目制作和传
播、移动多媒体手机电视,还是在直播卫星系统.以及电
信运营的IPl’v等等新媒体.新业务中.都会出现这种“两
难“。
因此,本文试图透过评述信源编码标准的历史演进,
来分析和推理面向未来信源编码大趋势的现实对策。
一、国际信源编码标准的演进
从20世纪80年代开始.现代信源编码标准进入实质性研究阶段(不包括算法和体系的研究)。
1984年以后,由
现已并入nTU-T的国际电报电话咨询委员会【ccrvr)和
国际标准化机构ISO所属MPEG组织制定了一系列信源编46D’GITCW200e’1
辽宁电视台赵季伟
码技术标准和建议。
其中包括面向视频会议的H.261。
H.262建议和面向视频广播的MPEG一1/2/3标准.这些建议和标准的制订有力地推动了数字电视和多媒体技术的实用化和产业化。
1984年ccrvr第15研究组成立了一个专家组.专门研究电视电话的信源编码问题.经过5年以上的研究和努力,在1990年12月完成和批准了CCITT推荐书H.261。
在H.261的基础上.1996年ITU—T完成了H.263编码标准,在很少增加编码算法复杂度的基础上.H.263能够以更低的速率提供更好的图像质量。
目前,H.263编码是D视频通信采用最多的—种信源编码方法。
1998年Ⅱu-T推出的H.263+是H.263建议的第二版.它提供了12个新的可协商模式和其他特征.进一步提高了压缩编码性能。
ccrvI"H.261标准始于1984年.实质完成于1989年。
虽然它是MPEG-x的先驱.对MPEG.1保有共同的数据结构.编码工具和语法元素,并秉承了继承关系,但二者并非完全后向兼容.MPEG一1可看作是H.26l的扩展集。
MPEG-1的发展始于1988年.实质完成于1992年。
MPEG-2可被看作是MPEG一1的扩展集,始于1990年,实质完成于1994年。
已经归属于ⅡU—T的H.263始于1992年.第一版
完成于1995年。
盯U-T在H.263标准之后,于1997年提出
(2)无论是ISO/IEC.还是ITU—T,倘若将他们从20世纪190年代起所做的努力连贯起来看.目标是一致的,即在
保持主观评价指标不变的前提下,始终在产品的应用上努
力降低传输码率.从1994年的6Mb]s降到2005年的700kb/s
(图2)。
图2特别标注了MPEG.2的主流编,解码产品传输
比特率的历年下降总趋势。
围2压缩编码标准传输比特率的变化
【3)在国际信源编码标准由第一代走向第二代的转折点上,扁平化的全球格局和当前的技术环境,已经不存在
标准“一边倒”的产业格局,在当代编码算法理论不断发
展的推动下,二者的合力综合表现出”l+l>2”的普遍
规律。
因而,所产生的MPEG一4AVC/H.264标准.在信源
编码技术发展史上具有更加明确的划时代意义。
虽然,MPEG一4AVC/H.264的制定背景和技术内涵决定了它在第二代信源编码标准中的重要地位,使之成为一
套着眼于网络融合,兼顾广播与电信业务.覆盖从低码率
通信到高清晰电视的广域标准。
MPEG-4AVC/H.264基于
自适应块变换的分层结构.使其编码压缩性能达到当代之
最。
但是,时代不同了,它不可能重温当年MPEG-2。
一
枝独秀”的旧梦。
MPEG-4AVC/H.264从它诞生之日起.就面临来自企业和其他标准组织强有力的多方面技术竞争。
比如美国的
电影与电视工程师协会(SMPTE),它是得到美国国家标
准局(ANSI)认证的视频.电视和电影工业标准开发组织,
在制定和发掘私有规范方面具有丰富经验。
它的标准在国
标视频和电视,电影界有着举足轻重的地位。
2003年9月.
SMPTE接受MPEG-4AVC/H.264的企业竞争者——微软提
出WMV一9为代表的压缩技术规范.作为一种新的视频编
解码格式标准的提案。
标准草案名称为”SMFI'EStandard
forTelevision:VC・9CompassedVideoBitstreamFormatand
Decoding
Process”.简称VC・1。
2006年4月.SMPTE以正式标准发布VC-I。
与此同时.MPEG-4经营的失败.也在
不断提醒人们着力运筹同档次的其他信源编码标准。
48DIGITCWzosll
2002年6月,由原信产部科技司牵头组成数字音视频编解码技术标准工作组【简称AVS工作组),并将AVS定位于自主知识产权的第二代信源编码标准。
随后在国家相关部门的大力支持和一百多家AVS研发单位的协作下,AVS视频部分IAVS-P2)于2003年12月19日定稿.到2005年3月.首款基于AVS的高清解码芯片——AVSl01通过专家鉴定。
2006年3月国家公布标准AVS视频部分。
这表明,AVS已经具备了制造终端产品的产业化条件。
虽然AVS系列标准产生较晚,但是起点较高.且为国家重点项目.已经列为”十一五计划”的国家重点扶持高新科技项目之一。
这是因为AVS系列标准能够为国家至少带来数千亿元的直接经济利益.非常有必要瞄准MPEG一4AVC/H.264第二代信源编码标准.制订和发展同期、同档次的我国标准。
从技术进步的角度看,由于现代生活对信息需求的依赖性与日俱增.产业急切期待通过有限信道传输海量信息,同时还需要在存储器中驻留信息.实现大幅度提高压缩效率,这是数字视频传输的最基本需求。
因此.标志压缩效率的压缩比,被称为数字电视及消费电子产业的“基本指数”。
1994年完成第一代信源编码技术MPEG一1和MPEG一2标准,它们的编码压缩能力为50—75倍。
2l世纪以后出现的第二代信源编码技术标准.编码压缩效率可达到100~150倍。
作为第二代信源编码技术的国标AVS系列.不仅能够获得与H.264同档的编码压缩比.而且专利使用费用极低,AVS专利池的单项许可价格比国际同类专利池要低一个数量级,并采用”一站式“入池方式,以“一元钱”的底价进入。
AVS与MPEG比较起来具有明显优势,主要有编码效率高、实现复杂度低.专利收费合理。
考虑技术先进性.专利收费额度.产品成熟度等三方面的因素,综合比较并定义了AVS系列标准的框架结构。
用一种通俗的方法理解.可以认为AVS是H.264的简化版.在实现中过于繁杂的H.264部分被AVS省略,但并不至于过多影响系统质量,成为面向公众的普及型标准。
AVS系列国标率先出台并开始实施AVS-P2视频部分的信源编码推荐性标准,其既定的推广策略是:在技术水平上与H.264打成平手.在专利许可上保持AVS绝对优势。
剩下的关键问题就是产业化产品如何开发.如何在市场上取得竞争优势,如何在同一起跑线上面向全球化竞争开始赛跑。
AVS能否最终胜出.主要取决于我国音视频产业的实力和发展速度,包括AVS标准的配套完整性和国家组织整个产业的能力。
对于国内厂商来说,与国际标准相比.采
用我国标准就可以高起点进入音视频领域的核心产业,直。