信源编码与数据压缩解析.pptx

第四章信源编码与数据压缩主讲人:牛凯2本章讨论在物理层决定有效性的最主要因素:信源编码和数据压缩技术。信源编码是主要利用信源的统计特性,解除信源相关性,去掉信源冗余信息,从而达到压缩信源输出的信息率,提高系统有效性的目的。第二代移动通信主要是语音业务,所以信源编码主要指语音压缩编码。第三代移动通信中的信源编码将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内容。3§,我们将讨论语音压缩编码的基本原理与方法,以及在移动通信中的语音编码。:波形编码参量编码混和编码以上三类编码,波形编码质量最高,其质量几乎与压缩处理之前相同,可以适用于公用骨干(固定)通信网。参量编码质量最差,不能用于骨干通信网,而仅适合于特殊通信系统,比如军事与保密通信系统。混和编码质量介于两者之间,目前主要用于移动通信网。(模拟)有记忆信源的信息率失真R(D)函数理论可以分析波形编码的性能。信息率失真R(D)为:上式的计算结果如下表所示:信噪比(dB)35322825232017R(D)(bit/样点):当语音质量达到进入公网要求标准时,即,其倍,若进一步考虑实际语音分布与主观因素的影响(因为正态分布R(D)其压缩倍数可以进一步增大,取(保守值)这时语音速率可以从未压缩的PCM64Kbps降至1/4速率的16Kbps。目前已实用化的DPCM为32Kbps。。为了分析方便,采用最基本的参量“音素”。以英语音素为例进行分析。英语中共有音素。按照通常讲话速率,每秒大约平均发送10个音素。由信息量计算公式,对于等概率事件有:,N为总组合数,则:最后可计算出压缩比K为:,且与语音质量需求有关。若要求混合编码偏重于个性特征,则其压缩比靠近波形编码的压缩比值,若要求混和编码偏重于共性,则其压缩比靠近于参量编码。。在低数据比特率、高压缩比的混合编码中,数据数据比特率、语音质量、算法复杂度与处理时延是四个主要参量。(bps)数据比特率越低压缩倍数就越大,可通信的话路数也就越多,移动通信系统也就越有效。数据比特率降低,语音质量也随之相应降低,为了补偿质量的下降,可采用提高设备硬件复杂度和算法软件复杂度的办法。降低比特速率另一种有效方法是采用可变速率的自适应传输,它可以大大降低语音的平均传送率。还可以进一步采用语音激活技术,充分利用至少3/8的有效空隙,。