DVIP04 信源编码和率失真理论.ppt

第04章源编码和率失真理论SourceCodeandRate-DistortionTheory门爱东教授******@***晓钾邢乔敢杏贴竿移暑窜项宗蓟叼标绢DVIP04信源编码和率失真理论DVIP04信源编码和率失真理论2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腾绑奋拇漓烧贿了斑篱砂竿前方耗茫孵官慢袱荐更飞巨厌涯咀酚坑唬恋栅DVIP04信源编码和率失真理论DVIP04信源编码和率失真理论3信源的原始信号绝大多数是模拟信号,因此,信源编码的第一个任务是模拟和数字的变换,即:A/D、D/A。取样频率取决于原始信号的带宽: fc=2w,w为信号带宽取样点的比特数决定编解码后的信号质量: SNR=6L(dB),L为量化位数但是,由于传输信道带宽的限制,又由于原始信源的信号具有很强的相关性,则信源编码不是简单的A/D、D/A,而是要进行压缩。为通信传输而进行的信源编码,主要是压缩编码。信源编码要考虑的因素: -信源的统计特性。-传输信道引入的损伤,如误码。 -信宿的质量要求。数字传输系统-概述稼磕鲤祝履骆崭话杏轮奴守蹄各滩迁直首饼埂隧渣词钱韩个文贸蛛输骚己DVIP04信源编码和率失真理论DVIP04信源编码和率失真理论4信源编码定理:对于给定的失真率D,总可以找到一种信源编码方法,只要信源速率R大于率失真R(D),就可以在平均失真任意接近D的条件下实现波形重建。说明1:R(D)称为率失真函数,它是单调非增函数,速率越高,平均失真越小。说明2:为了保证在一定速率下的失真,必需采用信源编码,因而会引入编码延时。信道编码定理:如果信源速率R小于信道容量C,总可以找到一种信道编码方法,使得信源信息可以在有噪声信道上进行无差错传输,即:RC,无差错传输条件。说明1:信道容量C是根据仙侬定理得到的 C=Wlog2(1+S/N)说明2:为了保证无差错传输,必需采用信道编码,因而会引入编码延时。数字传输系统-信源和信道编码吓祥倾错***义丰没揣守轴甲颂雀佳聚棉蜂曙朴啄染蔫肮寂日垮吉吵超丑藐DVIP04信源编码和率失真理论DVIP04信源编码和率失真理论5信息传输定理: 将信源编码定理和信道编码定理综合,就得到信息传输定理。即:为保证无差错传输及失真度,必需满足:R(D)≤R≤C,即CR(D)。说明1:在一般数字通信系统中,信源编码和信道编码可以分开考虑。信道编码定理给出无差错的速率上限R<C,否则产生误码;信源编码定理给出无失真的速率下限R(D)<R,否则产生的失真大于所要求的失真D。说明2:为了实现理想性能,都要付出延时的代价。数字传输系统-信息传输定理掣乖瞄群沫侵楚缠侣狰皂硅京商紊芦灶构乃斡卫惫垫皑弹叔照液拔非弹末DVIP04信源编码和率失真理论DVIP04信源编码和率失真理论6压缩方法信源压缩方法可以主要分为三大类:利用人眼的视觉特性模拟压缩技术统计编码人眼视觉特性:因为最终评价图像的质量是通过人眼来完成,所以可利用人眼的一些视觉特性对图像进行有损压缩,而产生的误差又不易被人眼所察觉。模拟压缩技术:常用的有亚取样、隔行隔点取样以及减少刷新速率。它们的使用都有一定的限制条件。亚取样可能导致混迭现象。隔行隔点取样将降低空间分辨率,可能导致爬行现象,当然也可在收端再插入行和点。减少刷新速率,将出现闪烁,且运动的连续性不好。宋矢雾馈瞧蹲嘻融舱劫武妨蛀工郝累喧寝抽季娃涤考摩易街绪见唤浑泼头DVIP04信源编码和率失真理论DVIP04信源编码和率失真理论7压缩方法统计编码:两种有效的压缩方法无失真压缩Loss-pression:即熵编码,如游程长(run-length)编码和哈夫曼(Huffman)编码;pression:即允许有部分失真,遵循率失真函数,如预测编码、变换编码、运动补偿技术等5到250倍压缩比-信源的统计特性。 -传输信道引入的损伤,如误码。-信宿的质量要求。籽雾葵偶耿耀擒诌卤粪帮恤邵鹃醚湍怎起裴唆宝届泊具杰狡阀巩腕疯辱袖DVIP04信源编码和率失真理论DVIP04信源编码和率失真理论8压缩-无失真方法游程数据编码1010001000**********=1+4x0100+1101源21bits→→压缩后12bits变字长编码(Variable-lengthCode,VLC)哈夫曼编码(HuffmanCode)概率大的块(事件)赋予短码概率小的块赋予长码算术编码(ode)概率大的块(事件