数字电视视音频压缩技术探析.docx

数字电视视音频压缩技术探析摘要:随着我国数字化技术的不断发展数字化电视在我国大部分地区已得到了普及为人们的生活带来了更加高清的视觉享受。随着人们生活水平的不断提高对数字电视提出了更高的要求。对此文章从数字电视视音频压缩技术的发展及其原理入手对数字电视视音频压缩的必要性进行了简单的分析并对数字电视视音频压缩技术及其应用进行了简单的阐述。关键词:数字电视；视音频压缩技术1视音频压缩技术发展概述及原理在20世纪70年代后期逐步出现了视频信号的数据化处理即将视频信号转化为数字信号并通过计算对其数据进行处理。在数字化技术的发展初期主要利用Flash变换器进行信号的转换该转化器不仅价格非常昂贵而且只能进行黑白图像的数字化转换且在视频帧上存在较大的差距。到20世纪80年代末由于计算机技术的不断发展特别是在CPU、总线和磁盘技术的发展上取得了一些突破性的进展才逐步实现了视频信号的数字化。在此期间在世界各国标准委员会的努力下逐步建立起以实现图像压缩技术标准化的国际组织如国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、联合图片专家组（JPEG）和活动图像专家组（MPEG）等组织。在多年的努力下已制定了多种图像压缩编码技术及其国际标准。目前MPEG-2视音频压缩技术因其清晰度高、误码率低的优点在我国数字化电视领域得到了广泛的应用。本文就以MPEG-2为例对数字电视视音频压缩技术的原理进行简单的阐述。一般情况下电视数字信号中存在视觉冗余、时间冗余、空间冗余等多种冗余视音频压缩技术主要就是通过消除冗余降低其原始码率。视音频压缩的原理就是利用帧与帧之间的相关性通过视音频A/D转化器将视频信号转换为数字信号随后利用熵编码对视音频进行数据编码再利用运动估值、离散余弦变换和自适应量化进行视音频数据的冗余压缩利用码流来实现传送流并根据实际需要将码流转化为节目流。2数字电视视音频压缩的必要性数字电视就是将电视信号进行数字化采样将其转换为数字信号来实现更高的清晰度电视信号的传输。通常电视的视频信号在经过取样、量化和编码后将产生大量的数据信息。通常来说对于一个图像分辨率为720×576的标准清晰度的电视节目该视频具有高达166Mbps的有效原始码率。此类电视节目一秒钟的视频编码产生的数据容量就有20MB每个小时产生的数据容量就高达72GB。由此可以看出对于容量如此大的数据不仅产生极大的数据存储需求而且大容量的数据将对其传输造成极大的压力。因此为进一步推进电视的数字化进程必须采用视音频压缩技术对视频原始码率进行有效的压缩以满足数字化电视发展的需要。要想使数字化的电视节目能真正应用到实际工作中必须对它的原始码率进行压缩处理。3数字电视视音频压缩技术及其应用目前数字电视视音频数据压缩编码较多常用的主要有预测编码、变换编码、统计编码等压缩编码技术。一般来说在视音频数据的压缩上我们可以根据压缩过程中有无信息丢失情况将视音频的压缩编码技术分为有损数据压缩和无损数据压缩编码技术。目前常用的无损编码主要有LZ编码、游程编码、霍夫曼编码（Huffinan）等压缩编码技术；常用的有损编码主要有变换编码、预测编码、模型编码、向量量化、频带分割编码、分层编码等压缩编码技术。目前在数字电视视音频压缩中使用最广泛的就是有损编码。数字电视的视音频压缩主要包括信源编码过程中进行压缩和改进信道编码两方面的内容。3.1信源编解码技术信源编解码技术既能实现视频的压缩编解码还能实现音频的编解码。信源编码技术主要是将节目源的图像模拟信号和声音模拟信号转化为数字信号利用计算机进行数字信号的压缩编码使其形成数字信号源并根据不同节目的传输需求将数字信号源编为复用码流。3.1.1视频编码压缩技术虽然数字电视因其较高的清晰度在人们生活中备受青睐但是与传统的模拟电视相比数字电视所面临的最大难题就是视频数字信号的压缩。视频编码技术主要就是完成图像数字信号的压缩通过视频编码压缩技术可以大大减小数字信号的传输量压缩前的数字传输量高达995Mbit/s而在进行压缩后其传输量可以减小到20Mbit/s～30Mbit/s。目前国际上对数字图像编码技术制订了三种标准这三种标准分别为：MPEG标准、JPMG标准、H.261标准其中MPEG标准主要适用于连续图像的编码；JPMG标准主要适用于静止图像的编码；H.261标准主要用于电视会议的编码。目前典型的MPEG-2视音频压缩技术在数字信号压缩中它可以将原始码率进行不同程度的压缩压缩后其码率可以压缩至3Mbit/s～40Mbit/s同时它还可以支持多种高清晰度的电视如高标准分辨率的16︰9宽屏电视。目前MPEG-2数据压缩技术主要采用帧与帧之间的预