DVIP04_信源编码和率失真理论.ppt

数字视频处理Digital Video Processing第04章信源编码和率失真理论Source Code and Rate-Distortion Theory 2内容提要Outline?信源编码定理?信源压缩方法?图像冗余?率失真理论32016-11-193香农信息论的基本任务??19481948年年shannonshannon发表了发表了““通信的数学理论通信的数学理论””奠定了信奠定了信息论理论基础息论理论基础??基本任务是设计有效而可靠的通信系统基本任务是设计有效而可靠的通信系统??可靠是要使信源发出的消息经过传输后,尽可能准确可靠是要使信源发出的消息经过传输后,尽可能准确地、不失真地再现在接收端地、不失真地再现在接收端??有效是用尽可能短的时间和尽可能少的设备来传输一有效是用尽可能短的时间和尽可能少的设备来传输一定量的消息定量的消息42016-11-194通信系统模型信源、信道、信宿信源是消息的来源,信道是消息传送媒介,信宿是消息的目的地。信源编码器信道译码器信宿干扰源52016-11-195通信系统模型进一步细分信源信源编码器纠错编码器调制器信道干扰源解调器纠错译码器信源译码器信宿等效离散信道等效离散信源等效信宿信道编码器信道译码器62016-11-196各部件功能??信源信源??产生消息的源,消息可以是文字,语言,图像。可以离散,可以连续。产生消息的源,消息可以是文字,语言,图像。可以离散,可以连续。随机发生。随机发生。??研究的主要问题是消息的统计特性和产生信息的速率研究的主要问题是消息的统计特性和产生信息的速率??编码器编码器??信源编码器:对信源输出进行变换,求得有效性信源编码器:对信源输出进行变换,求得有效性??信道编码器:对信源编码输出变换,提高抗干扰性信道编码器:对信源编码输出变换,提高抗干扰性??调制器:将信道编码输出变成适合信道传输的方式调制器:将信道编码输出变成适合信道传输的方式72016-11-197各部件功能??信道信道??信号从发端传到信号从发端传到收端收端的介质的介质??干扰源干扰源??系统各部分引入的干扰,包括衰落,多径,码间干扰,系统各部分引入的干扰,包括衰落,多径,码间干扰,非线性失真,加性噪声,主要是统计特性非线性失真,加性噪声,主要是统计特性??信道的中心问题是研究信道的统计特性和传信能力,信道的中心问题是研究信道的统计特性和传信能力,即信道容量即信道容量82016-11-198各部件功能??译码器译码器??编码器的逆变换编码器的逆变换??中心问题是研究各种可实现的解调和译码方法中心问题是研究各种可实现的解调和译码方法??信宿信宿??信息的接收者信息的接收者92016-11-199信息、消息和信号??信息信息??一个抽象的概念,可以定量的描述。信息、物质和能量是构成一一个抽象的概念,可以定量的描述。信息、物质和能量是构成一切系统的三大要素切系统的三大要素??消息消息??是信息的载体,相对具体的概念,如语言,文字,数字,图像是信息的载体,相对具体的概念,如语言,文字,数字,图像??信号信号??表示消息的物理量,电信号的幅度,频率,相位等等表示消息的物理量,电信号的幅度,频率,相位等等10信源编码信源信道编码调制信道解调噪声干扰信道解码信源解码信宿二进制符号用二进制符号流表示信源适应传输信道的特性数字传输系统