数字电视原理第5章 信源编码标准
述评信源编码标准的历史沿革
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。
信源编码与信道编码
信源编码与信道编码⼀．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TurboHamming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。
数字电视原理(第2版)课件教学作者卢官明第4章信源编码原理出版社配套课件
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4.1.2人耳的听觉感知特性
人耳的听觉掩蔽效应 在掩蔽情况下，提高被掩蔽弱音的强
度，使人耳能够听见时的听阈称为掩蔽 听阈(或称掩蔽门限)，被掩蔽弱音必须提 高的分贝值称为掩蔽量(或称阈移)。
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4.1.2人耳的听觉感知特性
掩蔽效应 • 纯音间的掩蔽
当声音增强到使人耳感到疼痛时，这个听
觉阈值称为“痛阈”。仍以1kHz纯音为准来
进行测量，使人耳感到疼痛时的声压级约达
到140dB左右。
Байду номын сангаас
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4.1.2人耳的听觉感知特性
音调
音调也称音高，表示人耳对声音调子 高低的主观感受。
音调单位是“美（Mel）”。频率为 1kHz、声压级为40 dB的纯音所产生的音 调就定义为1 Mel。
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4.1.1数字音频压缩的必要性和可能性
听觉冗余
因为人耳对信号幅度、频率的分辨 能力是有限的，所以凡是人耳感觉不 到的成分，即对人耳辨别声音的强度、 音调、方位没有贡献的成分，称为与 听觉无关的“不相关”部分，都可视 为是冗余的，可以将它们压缩掉。
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4.1.1数字音频压缩的必要性和可能性
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4.1.2人耳的听觉感知特性
响度
人耳对声音强弱的主观感觉称为响 度。响度与声波的振幅并不完全一致。 响度不仅取决于振幅的大小，还取决 于频率的高低。
响度用符号N表示，单位是宋(sone)。 国际上规定，频率为1kHz的纯音在声 压级为40dB时的响度为1宋（sone）。
电视原理课件之信道编码.pptx
(2) 误码率与信噪比的关系
设二元码数字信号为s(t)，信道产生 的噪声(平均值为零的高斯白噪声)为n(t)， 则数字信号经过信道传输后，在接收端的 输出信号y(t)为这两者的相加，即
y(t)=s(t)+n(t)(5-1)
假设二元码中对应数据“1”的电平为A， 对应于数据“0”的电平为0，则在噪声干 扰的情况下，数据“1”和“0”的输出为
第5章 信 道 编 码
数字电视广播的目的是要将图像、声 音和数据等信息快速、实时、高质、可靠 地传输至接收端，供用户满意地收看、收 听。其系统组成可简要地以图5-1所示的方 框图表明。
图5-1 数字电视广播系统组成框图
5.1 概 论 5.2 差错控制编码 5.3 线性分组码 5.4 循 环 码 5.5 RS码(里德－索罗蒙码) 5.6 RS码纠错原理 5.7 交 织 码 5.8 卷 积 码 5.9 编码与调制相结合的卷积码(TCM)
(3) 混合信道
实际的传输通道通常不是单纯的随机 信道或突发信道，而是二者兼有，或者以 某个信道属性为主。
5.1.3 误码的产生及误码率
与信噪比的关系
1.
图5-2中给出一种不归零二元码传输过 程中受噪声影响产生误码的情况。
图5-2 二元码产生误码的情况
2.误码率与信噪比的关系
(1) 误码率
数字信号传输系统中，误码的轻重程 度通常以误码率(误比特率BER或误符号率 SER)衡量，它表示为单位时间内误码数目 占总数据数目的比例值。
5.2 差错控制编码
5.2.1 差错控制编码的方式
1.反馈重发(ARห้องสมุดไป่ตู้，自动重发请求)方式
这种方式中，接收端发现误码后通过 反馈信道请求发送端重发数据。因此，接 收端需要有误码检测和反馈信道。
数字电视信源编码技术及应用
《中国有线电视》2010(02)C H I N AD I G I T A L C A B L ET V·数字电视·中图分类号:T N949.197 文献标识码:B 文章编号:1007-7022(2010)02-0133-03数字电视信源编解码技术及应用宋 平(长治市广播电视总台,山西长治06000)摘 要:通过对数字电视的编码和编码器结构的概述,介绍了M P E G-2视频编码系统的技术原理和关键技术,阐述了数字电视信源编解码技术、信号复用系统及调制解调的关键技术和它们在实际工作中的应用。
关键词:模数转换;信源编解码;信道编解码D T VS o u r c e C o d i n g-d e c o d i n g T e c h n o l o g y a n dI t s A p p l i c a t i o n◆S O N GP i n g(C h a n g z h i B r o a d c a s t T e l e v i s i o n S t a t i o n,S h a n x i C h a n g z h i046000,C h i n a)A b s t r a c t:T h r o u g h t h e s u m m a r i z i n g o f t h e d i g i t a l t e l e v i s i o nc o d i n g a n dt h e u n d e r s t a n d i n g o f t h e c o d e r s t r u c-t u r e,t h i s p a p e r p r e s e n t s t h e t e c h n i c a l p r i n c i p l e a n d t h e k e y t e c h n o l o g y o f t h e M P E G-2v i d e o c o d i n g s y s t e ma n d s t a t e s t h e k e y t e c h n o l o g y a n d t h e p r a c t i c a l a p p l i c a t i o n o f t h e d i g i t a l t e l e v i s i o n s o u r c e c o d i n g-d e c o d i n g t e c h-n o l o g y,t h e s i g n a l m u l t i p l e x s y s t e ma n d t h e m o d u l a t i o n.K e y w o r d s:a n a l o g-t o-d i g i t a l c o n v e r t e r;s o u r c e c o d i n g a n d d e c o d i n g;i n f o r m a t i o n c h a n n e l c o d i n g a n d d e c o d i n g 数字视频技术广泛应用于通信、计算机、广播电视等领域,带来了会议电视、可视电话及数字电视、媒体存储等一系列应用。
我国数字电视标准
编码产生的比特流要转换成均匀的nQAM（n：星座点数）
符号流。标准包含64QAM、32QAM、16QAM、4QAM和
4QAM-NR等五种符号映射关系。
各种符号映射加入相应的功率归一化因子，使各种符号
映射的平均功率趋同。
电 视 技 术 第九章
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64QAM 星 座 映 射
100000
100001 100011
9.2 我国数字电视标准
9.2.1 信源编码标准 9.2.2 地面广播 9.2.3 卫星广播 9.2.4 有线广播
电 视 技 术 第九九 章
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9.2.1 信源编码标准
1.数字演播室标准
（1） 主要标准
GB/T 14857-93《演播室数字电视编码参数规范》、GY/T 155-2000《高清晰度电视节目制作及交换用视频参数》和 GY/T 156-2000《演播室数字音频参数》等。
该系统具有适应广播电视服务的可扩展功能，可以根据 应用业务的特性和组网环境选择不同的传输模式和参数，并 支持多业务混合模式，以达到业务特性与传输模式的匹配， 实现业务运营的灵活性和经济性。
2.原理框图
数字电视地面广播传输系统发送端完成从输入数据码
流到地面电视信道传输信号的转换。
电 视 技 术 第九章
数变换
变换域中的 帧内预测
AVS 8×8整数变换
基于8×8块， 5种亮度信号 预测模式， 4种色度信号
预测模式
电 视 技 术 第九章
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续表
运动 补偿块
大小
16×16 16×8
运动矢量 精度
1/2像素
16×16 16×8 8×16 8×8 8×4 4×4
PPT5-4 数字有线电视的信源编码技术
GOP头，包括了时间信息，但这一信息并不是解码中实际使用的信息，即
便丢失，解码也可以继续进行。分成图像组的一个目的是在同一序列内可 随时进入不同的图像。 一般情况下0.5s内必须传一次I帧，因此对于PAL制，一个GOP通常包含 12帧，常见的结构为IBBPBBPBBPBB.由于B帧为未来帧，作为预测参考帧
的事件分配短字码，给使用概率小的事件分配长字码，最大限度地提高编
码效率。
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MPEG-2的编码流程 ①输入一个I帧、P帧或B帧；
②在B帧或P帧的情况下进行运动预测补偿； ③进行88像素的DCT变换； ④变换系数被量化； ⑤完成变字长编码，实现比特率的缩减。 MPEG-2的解码流程是MPEG-2的编码流程的反过程。
逐行扫描的图像只能是帧格式，隔行扫描的图像可以使帧格式，也可以使
场格式。
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像条层
图像层下面是像条层(slice)。每一个像条包括一定数量的宏块，其顺序和
行扫描顺序一致。像条可以从一个宏块行(16行宽)的任何一个宏块开始。 在MPEG-l中，像条可以包括多个宏块行，但在MPEG-2MP＠ML中一个 像条必须在同一宏块行中起始和结束。 一个像条至少应包括一个宏块。
像条是最低的比特流级别，即一旦因误码失步可以根据起始码重新同步。
起始码对以上各层都是相同的。
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像块层
在 MPEG-2 中，块“Block”可以是 8×8 样值，既可称为像块，也可以
是8×8 DCT系数或重组数据，这时应称为系数块或数据块。它是亮度信 号、两个色差信号之一。 所有上述各个层次都与一定的信号处理有关。如视频序列实际上是 节目的随机进入点；而GOP则是视频编辑的随机进入点；图像（或帧） 是编码处理的单位；像条是用于同步的单位；宏块是运动补偿处理的单 位；像块则是DCT处理单位。
信源编码与信道编码课件
常见的熵编码算法包括哈夫曼编码和算术编码等。
算术编码原理
算术编码是一种基于概率的压缩方法，它将输入数据映射到一个实数范 围内，通过降低该实数范围来达到压缩数据的目的。
信道编码
广泛应用于通信和数据传输领域，如移动通信、卫星通信、光纤通信等。
性能指标的对比
信源编码
压缩比、解码时间、重建数据的失真程度等是其主要性能指标。
信道编码
误码率、抗干扰能力、频谱效率等是其主要性能指标。
06
信源与信道编码的未来发展
信编码的未来发展
视频编码
随着超高清视频和虚拟现实技术的普及，信源编码将更加注重视 频压缩效率，以适应更高的分辨率和帧率。
目的
提高信息传输效率和存储 空间利用率。
方法
通过去除冗余信息、减少 表示信息的比特数等方式 实现。
信源编码的分类
无损压缩
能够完全恢复原始数据的压缩方 法。
有损压缩
无法完全恢复原始数据的压缩方 法，一般用于图像、音频和视频 等多媒体数据的压缩。
信源编码的应用场景
文件压缩
用于减小文件大小，便 于存储和传输。
视频会议
对视频和音频信号进行 压缩，以减小传输带宽
和存储空间。
数字电视
对图像和声音信号进行 压缩，以减小传输带宽
和存储空间。
无线通信
对语音和数据信号进行 压缩，以减小传输带宽
和存储空间。
02
信源编码原理
熵编码原理
熵编码是一种无损数据压缩方法，它利用了数据中存在的冗余和概率分布特性，通 过编码技术去除冗余，达到压缩数据的目的。
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。
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。
数字电视基础知识
简单型SP 4:2:0
主型MP 4:2:0
信杂比可分 SNRP 4:2:0
-
空间可分 SSP 4:2:0
-
高型HP 4:2:0 4:2:2
HP@HL 100Mbit/s 25Mbit/s HP@H1440L 80Mbit/s 20Mbit/s
SP@ML 15Mbit/s (无B帧) -
SNP@ML 15Mbit/s 10Mbit/s SNP@LL 4Mbit/s 3Mbit/s
第二章
第一节
数字信号及常用接口
数字化过程
一、取样 1、取样结构： 正交结构 行交叉结构 2、取样频率：亮度取样频率13.5MHz 3、色度结构： 4:2:2 色度取样频率是亮度的1/2 4:4:4 色度取样频率是亮度的1/1 4:2:0 色度取样频率是亮度的1/4 4:1:1 色度取样频率是亮度的1/4
第三章
第三节
压缩编码技术
JPEG压缩编码原理
JPEG编解码算法主要有以下几个步骤： 1、DCT变换，去除图像数据空间冗余。 2、量化，利用人眼视觉特性。 3、之字形扫描，在编码前，需要把二维的变换系数矩阵转换为一 维序列。 4、可变长熵编码，消除码字中的统计冗余。
第三章
第三节
压缩编码技术
JPEG压缩编码原理
第二章
第二节
数字信号及常用接口
常用接口
一、比特并行接口
机械特性：110Ω25针电缆，接头D型
电气特性：时钟信号27MHz；电缆容许长度50米
说明：比特并行接口利用25芯电缆传输，插脚多，较容易发生接触不 良问题，而且电缆较粗，长度也受到限制，因此比特并行传输仅适合 短距离传输。
第二章
第二节
数字信号及常用接口
数字电视培训讲义PPT课件
数字电视:是指在电视信号产生 后的处理、记录、传送、接收的过 程中使用的都是数字信号。
相应的设备称为数字电视设备。
一、数字电视有三种传输方式
地面无线电视广播 有线电视广播 卫星电视广播
a、地面数字电视
世界各国都非常重视地面数 字电视广播的发展。因为地面 数字电视广播是公共服务，频 率资源是社会的公共资源，是 政府管理和控制的不可再生资 源，数字电视广播发展会对信 息制造业产生巨大的影响。
地地面面无数线字电电视视数广字播化
固定电视
移动电视
特点： 发展目标：
大公屏共幕服、务、高标清清晰、高清 面固向定公接众收、、移流动动接人收群、
广场电视
楼宇电视
地面无线广播数字化
❖ 数字声音广播（DAB） ❖ 调幅广播数字化（DRM）
广播电台
发射机1
发射机3
地面光缆 微波
发射机2
地面数字电视广播传输标准
首先是原始视音频和数据的数字化，即用“0”和 “1”表示模拟信号；视音频和数据的压缩，即通 过一定的手段减少原始信号源中的“0”和“1” 的总数但不影响信号还原后的效果；信道编码， 即对卫星、有线、地面三种主要的不同传输通道， 针对拟传输的信号预先进行有针对性的处理。
接收端根据不同传输通道所做的处理进行解调然 后解包、解压缩，最后用电视机或其他的接收设 备接收。
一、模拟信号的数字化： 模拟信号的数字化要经过三个步骤： 取样、量化、编码。 取样是指每隔一定时间记录一个模拟信号 当时的数值，只要在接收端恢复同样的值， 经过处理就和原来的信号没有区别。 量化是指用一定精度测量出每个样值的大 小，比如测出的值为4，6……；编码就用 “0”和“1”二进制数字表示这个值，如 用0100表示4，用0110表示6；这样原来的 模拟信号4、6……就变成了0100 0110…… 表示的信号了。
第4.1讲 数字电视原理及编码
第四章 数字电视原理
●伴音信号：用14bit偏移二进码，分辨率84dB； 量化级数为214﹦ 16384
●亮度信号：用8bit自然二进码或格雷码，分辨率48dB；
量化级数为28﹦ 256 ●色度信号：用6bit偏移二进码，分辨率36dB。 量化级数为26 ﹦ 64
高职高专“十一五”国家级规划教材
彩色电视机原理与维修
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彩色电视机原理与维修
第四章 数字电视原理
（4）现有模拟电视传输信道带宽为8MHz，而经数字化后 的数字电视信号带宽远大于8MHz。 结论：数字视频信号必须经过压缩编码后才能送入现有 信道传输。 2. 视频信号压缩编码可行性分析； （1） 视频图象压缩编码机理通常利用两个基本原理： ●利用图象信号的统计特性； ●利用人眼视觉的视觉特性。
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彩色电视机原理与维修
第四章 数字电视原理
3、图像信号的常用压缩编码方法或技术
（1）图象预测编码：
● 图象数据具有很强的相关性，因而可以通过对一个或多
个像素的观测，预测出未来相邻像素的估计值，这就是预测编 码的思想。
（2）变换编码
●变换编码法是将常用的以时间为横轴的波形样值（时域波 形），以某种数学方法变换到另外正交矢量空间（变换域）进 行描述，从而使图像的描述十分简单，再对其进行编码的方法
（3）利用计算机技术可实现调试使用的自动化和智能化； （4）系统非线性要求低,使系统成本低,图像质量高；
（5）频带利用率高，可实现信道多工复用； （6）可实现加解密、加解扰,增强保密以及开展有赏服务; （7）可改变观众收看节目的形式,从被动到主动交互收看； （8）可实现信源的无限次考贝,无串色,不失真； （9）数字电视功能具有扩展性，可升级性、和互操作性。
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。
5-3信源编码原理(精)
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典型压缩标准
（1）JPEG
JPEG是联合图像专家组的简称，研究静止图像的有损压缩方案，成为现在 的JPEG静止图像压缩标准。JPEG实际上也可以用于动态的视频图像，即 在采集时对视频信号的每一帧画面进行JPEG压缩，而在重放时将一系列 JPEG图像连续放出，这就是早期Motion JPEG方式。
传输，更无法在现有电视的8MHz带宽中传输。
3
信源编码的方法
数据量非常大之后，除了信号传输有问题外，信号的存贮也有问题。
在4：2：2编码、8比特量化情况下，一帧SDTV图像的数据量约为 8.6Mb，要记录10分钟的电视节目就需要130Gb的存储器容量；记录 10分钟HDTV的节目需要891Gb的存储器容量。可见，若不压缩数据 量，就无法在普通的存储设备上实现数字电视信号的存储。
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压缩编码的方法
无损压缩 有损压缩
帧间压缩
帧内压缩 变换压缩 熵编码
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视频压缩编码的可行性
时间冗余 电视图像中相继各帧对应像素点的值往往相近或相同，具有时间相关性，相邻 两帧图像的内容大体相似，不必传输每一帧图像， 空间冗余 一幅图像相邻各点的取值往往相近或相同，具有空间相关性，找出这些相关性 就可以减少信息量 统计冗余 对经常出现的数据用短码组表，对不经常出现的数据用长码组表示，则最终用 于表示这一串数据的总码位就减少了，从而实现与统计冗余有关的压缩。 人眼的视觉冗余 人眼对亮度信号比对色度信号敏感，对低频信号比对高频信号敏感，对静止图 像比对运动图像敏感
方法，压缩编码的可行性，并对典型压缩编码标
准如JPEG、H.261、MPEG2、MPEG4、H.264等 标准进行了介绍。
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本章学习目标
掌握MPEG-2 AAC的音频编解码原理 熟悉DRA多声道数字音频编解码的算法原理及关键技术 了解新一代环绕多声道音频编码格式 理解MPEG-2、H.264/AVC标准中“类”和“级”的含义 熟悉H.264/AVC标准的主要特点及性能 了解H.265/HEVC标准的主要特点及性能 了解我国具备自主知识产权的音视频编码标准（AVS）的性
QCIF 176×144 352×288 CIF
基于 MC+DCT 混合视频编码器
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。一个 系列由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会 （IEC）制定，另一个系列由国际电信联盟电信标准 部（ITU-T）制定。 ● ISO/IEC: JPEG,JPEG2000,MPEG-1/2/4/7 ● ITU-T: H.261/2/3/4 制定这些标准的背景有所不同，面向的主要应用也 有所区别，它们采用的技术有很多共同点，应用领 域有所重叠。
ITU-T H.261
1988年制定，奠定了现代视频编码的基础： 编码结构为：运动补偿预测+DCT 编码+熵编码 关键技术包括 16×16宏块运动补偿预测、8×8 DCT、量 化、环路滤波和变字长编码（VLC）等。 这些关键技术后来被其它标准采用。
H.261v2 (1993年早期) 增加了后向兼容的高清晰度图片模式( 例如远程教学中的白板）
1992 重组 CCITT → ITU-T CCIR → ITU-R
ITU 视频编码相关的研究小组
ITU
ITU-R
ITU-T
ITHale Waihona Puke -D(发展)SG1 SG2
Study Group 6 － Multimedia
WP1- Modems and Interface V.34，V.25ter
WP2- Systems H.320-ISDN H.323-LAN H.324-POTS T.120-DATA
视频编码标准发展历程
视频编码标准发展历程
视频编码标准发展历程
视频编码标准发展历程
ISO/IEC--MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-4 AVC/H.264, HEVC ITU-T --H.261, H.262(MPEG-2), H.263, H.264, H.265 中国 AVS--AVS, AVS+ 下一代标准？---方向、技术？
联合致力于计算机相关的标准活动 占 ISO 和 IEC 总标准的 30%
ISO/IEC 视频编码相关的研究小组
ISO
IEC
JTC1
Subcommittee 29
AG
WG
AGM RA
JBIG JPEG
WG1 SG
WG12 SG
MHEG5 MHEG6
WG11 SG
需求 Systems
描述 Video Audio SNHC Tests 实现研究 联络
其委员会包括： CCITT（Consultative Committee on International Telegraph and Telephone), 1956~1992 CCIR （Consultative Committee on International Radio)， 1927~1992
能及应用
第5章 信源编码标准
5.1 数字音视频编码标准概述 5.2 高级音频编码（AAC）算法 5.3 DRA多声道数字音频编解码标准 5.4 新一代环绕多声道音频编码格式 5.5 H.264/AVC视频编码标准 5.6 H.265/HEVC视频编码标准 5.7 AVS与AVS+视频编码标准
WP3- Coding G.7xx-Audio H.26x-Video
视频编码标准组织
ISO/IEC
IEC - International Electrotechnical Commission
成立于 1906 年，致力于建立所有电工技术方面的国际标准 瑞士法律下的非盈利、私立机构
ISO - International Standardization Organization
成立于 1947年，“推动工业标准的国际协调和统一” 瑞士法律下的非盈利、私立机构
ISO/IEC 联合技术委员会（ISO/IEC Joint Technical Commmittee 1, JTC1)
下一代标准 AVS MPEG-4 AVC/H.264 MPEG-4 MPEG-2 MPEG-1
1989 1993 1997 2001 2005 2009 2013 2017 年代
5.1.1 H.26x 系列标准
ITU-T的视频编码专家组（VCEG）制定了H.26x 标准 系列，主要针对实时视频通信领域的应用，如可视电话、 会议电视等。
H.261：“速率为p×64kbit/s（p=1，2，…，30）视听 业务的视频编解码”，简称为p×64kbit/s标准。
H.262: 同MPEG-2的视频部分（ISO/IEC 13818-2）。 H.263:低码率视频编码标准。 H.264:等同于MPEG-4 AVC （ISO/IEC 14496-10）。 H.265:等同于MPEG HEVC （ISO/IEC 23008-2）。
两者合作制定标准：H.262/MPEG-2/ 、H.264/MPEG-4 AVC 和H.265/HEVC
5.1 数字音视频编码标准概述
制定视频编码标准的组织 国际电信联盟（ITU） ISO/IEC
International Telecommunication Union (ITU)
图像格式：CIF or QCIF，帧率 29.97fps 数码率为 n×64kbit/s (64~1920 kbit/s)，典型为 384kbit/s 特性：
低复杂、低时延 后向兼容的一个标准 被 H.263 和 H.264 超越
H.261 图像格式
720×576 ITU-R BT.601