第三章 数字电视视音频信号压缩编码技术

数字电视视频压缩技术原理摘要：视频压缩通过减少和去除冗余视频数据的方式，达到有效发送和存储数字视频文件的目的。

在压缩过程中，需要应用压缩算法对源视频进行压缩以创建压缩文件，以便进行传输和存储。

要想播放压缩文件，则需要应用相反的解压缩算法对视频进行还原，还原后的视频内容与原始的源视频内容几乎完全相同。

压缩、发送、解压缩和显示文件所需的时间称为延时。

在相同处理能力下，压缩算法越高级，延时就越长。

传统的压缩编码是建立在香农（Shannon）信息论基础上的，它以经典的集合论为基础，用统计概率模型来描述信源，但它未考虑信息接受者的主观特性及事件本身的具体含义、重要程度和引起的后果。

因此，压缩编码的发展历程实际上是以香农信息论为出发点，一个不断完善的过程。

从不同角度考虑，数据压缩编码具有不同的分类方式。

按信源的统计特性可分为预测编码、变换编码、矢量量化编码、子带－小波编码、神经网络编码方法等。

数眼的视觉特性可能基于方向滤波的图像编码、基于图像轮廓－纹理的编码方法等。

按图像传递的景物特性可分为分形编码、基于内容的编码方法等。

视频压缩技术是计算机处理视频的前提。

视频信号数字化后数据带宽很高，通常在20MB/秒以上，因此计算机很难对之进行保存和处理。

采用压缩技术以后通常数据带宽右以降到1-10MB/秒，这样就可以将视频信号保存在计算机中并作相应的处理。

常用的算法是由ISO制订的，即JPEG和MPEG算法。

JPEG是静态图像压缩标准，适用于连续色调彩色或灰度图像，它包括两部分：一是基于DPCM(空间线性预测)技术的无失真编码，一是基于DCT(离散余弦变换)和哈夫曼编码的有失真算法，前者压缩比很小，主要应用的是后一种算法。

在非线性编辑中最常用的是MJPEG算法，即Motion JPEG。

它是将视频信号50帧/秒(PAL制式)变为25帧/秒，然后按照25帧/秒的速度使用JPEG算法对每一帧压缩。

通常压缩倍数在3.5-5倍时可以达到Betacam的图像质量。

前期拍摄后期制作单机拍摄多机拍摄视音频资料绝技拍摄外景地演播室编辑绝技字幕图表绘图动画配音配乐音效混音包装合成电视制作技术串讲重点第一章电视制作概述第一节电视系统构成一个电视系统包括节目制作系统、传播系统和承受系统。

节目制作过程分为两个阶段：前期制作阶段和后期制作阶段。

其次节电视制作手段电视节目制作有以下手段：实况直播、电视影片制作、录像制作、电子制作。

录像制作手段又可分为ENG〔电子闻采集〕、EFP〔电子现场制作〕、ESP〔电子演播室制作〕3 种方式。

ENG，即“电子闻采集”〔Electronic News Gatherin g〕。

这种方式，是使用便携式的摄像、录像设备，来采集电视闻。

EFP，即电子现场制作〔Electronic Field Productio n〕。

它应当是对一整套使用于“野外”〔电视台外〕作业的电视设备的统称。

这套系统包括3 台以上摄像机，一台视频信号〔图像〕切换台，一个音响操作台及其他关心设备〔灯光、话筒、录像机运载工具等〕。

ESP，亦即“电子演播室制作”〔Electronic Studio Productio n〕。

电子演播室制作主要是指演播室录像制作。

第四节电视节目制作流程前期制作流程：第一阶段：构思创作；其次阶段：现场录制后期制作流程：第三阶段：编辑第四阶段：合成〔课后重点总结：通常的节目制作过程分为两个阶段：前期制作阶段和后期制作阶段。

前期工作包括构思创作、拍摄录制；后期工作包括编辑、合成。

〕其次章电视技术根本原理不再引起闪耀感觉的光源最低重复频率称为临界闪耀频率〔选择题〕其次节电视扫描原理进展扫描的时候，必需做到发送、接收两端的扫描规律严格全都，这称为同步。

所谓同步，包含两个方面，一是两端的扫描频率一样，这叫作同频；二是两端画面的每一行、每一幅的起始时刻一样这叫做同相。

既同频又同相，才能实现同步扫描。

实现了同步扫描，收端才可以重现发端图像。

当收端、发端的频率与相位不同时，图像将无法正确重现。

数字电视中的视频压缩技术研究随着数字电视技术的不断发展，视频压缩技术也越来越受到关注。

视频压缩技术是指将视频文件采用一定的算法压缩成更小的文件，以便于存储和传输。

在数字电视中，视频压缩技术是非常重要的，因为数字电视信号的带宽非常宝贵，而视频文件的大小又非常庞大，所以采用视频压缩技术对于提高视频传输的效率和质量都有着重要的作用。

数字电视中的视频压缩技术主要有两种，分别是MPEG-2和H.264。

在这两种压缩技术中，H.264压缩技术被认为是更先进、更有效的技术。

首先，我们来介绍一下MPEG-2压缩技术。

MPEG-2是一种常用的视频压缩格式，它可以将高清视频压缩成标清视频，并且在压缩过程中能够保证视频的画质不受到太大的影响。

MPEG-2压缩技术利用了空间压缩和时间压缩两种方法，它通过将视频分成若干个块，然后对每个块进行压缩，从而达到压缩视频文件的目的。

虽然MPEG-2技术较为成熟，但是它存在一些缺点，如压缩率不高、数据量较大等问题。

这些问题使得MPEG-2技术在数字电视领域并不是最佳的选择。

接下来，我们来看一下H.264压缩技术。

H.264是一种高级视频编解码标准，它可以将视频文件压缩成非常小的文件，同时保证视频的高质量。

H.264技术在数字电视领域中有着广泛的应用，因为除了可以实现高效的压缩外，H.264技术还能够提供更好的图像质量和更高的编码效率。

H.264技术利用了先进的帧内预测和帧间预测算法，通过分析视频的特征，采用不同的压缩方式，从而实现视频文件的高效压缩。

此外，H.264技术还包括一系列的编码优化技术，例如熵编码、量化和运动估计等，这些技术都能够提高视频压缩的效率和质量。

但是，H.264压缩技术也存在一些问题。

首先，H.264技术需要更加强大的硬件支持，因为它的压缩算法更为复杂，所以要求计算机有更高的配置才能够达到很好的效果。

其次，H.264技术在编码的过程中可能会出现一些问题，例如噪点和色块等现象，这些现象会对视频的质量产生一定的影响。

浅析高清数字电视视频压缩编码技术作者：王丰娟淡菊利来源：《数字技术与应用》2014年第06期摘要：随着社会的科技发展，超高清数字电视已经在我国开始普及，高清数字电视已经是人们追求时尚的一个热点话题。

研究人员对高清电视这一领域进行了深入的研究。

高清数字电视的比以往电视的分辨率要高很多倍，极大了丰富了人们的生活，使生活不再单调乏味。

高清数字电视在科技上比较领先，它的分辨率非常的高，在电视运行的时候也必须要配备相对较大的容量信号数据装置才可以满足高的分辨率，这里要用到电视压缩编码技术。

本文主要探讨了高清数字电视的特点和电视压缩编码的技术问题。

关键词：高清数字电视视频压缩编码压缩编码技术中图分类号：TN919.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）06-0216-01随着社会高清数字电视视频压缩编码技术的发展，数字视频压缩编码在很多个领域进行进行了广泛的应用，视频编码技术在压缩编码的过程当中会产生块效应，这种块效应的发生导致了压缩图像质量的下降，而预处理完全可以很好的的制止块效应，所以，视频信号在编码之前一定要进行预处理，首先是噪声的问题，还有一些人不能看到的高频信息，以此来达到最好的编码效果。

预处理主要是应用在电视上，电视广播行业在我国有了几十年的发展，电视行业发展到今天有了卓越的进步，从以前的黑白电视到现在的高清数字电视。

人们对生活不断的要求，极大的促使了电视产品的更新换代的步伐。

在一些发达的国家，对于高清数字电视已经全面的普及了，并且开始研发超高清数字电视。

在我国高清数字电视技术的发展，很大程度上丰富了人们的生活，缓解了工作上的压力，也为自己的业余生活带来了很大的乐趣。

1 对高清数字电视视频压缩编码的概述在对高清数字电视视频压缩编码色度采样为例进行概括，我们对高清数字电视视频压缩编码技术有效研究的目的是更新视频压缩标准，用新的压缩标准来满足宽带传输高标准要求，这样可以提高数字电视画面的分辨率。

电视转播发射机中的数据压缩与编码技术研究现代社会，电视转播发射机作为电视信号传输的重要环节，扮演着关键的角色。

在传输过程中，数据压缩与编码技术的运用将信号处理效率最大化，提高传输质量，为观众提供更好的视觉体验。

本文将对电视转播发射机中的数据压缩与编码技术进行深入研究。

数据压缩与编码技术是将原始视频信号进行处理，并减少数据大小以便于传输的一种技术。

通过对图像信号进行采样和量化，我们可以将连续的模拟信号转换为数字信号，以便于进一步处理。

此过程中，数据压缩是非常重要的一环，可以将数据量减少到原始信号的一小部分，从而提高传输效率。

在电视转播发射机中，常用的数据压缩与编码技术包括JPEG、MPEG和H.264等。

JPEG是一种广泛应用于静态图像压缩的技术，可以将图像数据无损或有损地压缩为更小的文件大小。

而MPEG是一种广泛应用于视频压缩的技术，可以将连续的视频帧压缩为更小的数据量，以实现高效的传输。

另外，H.264则是一种最新的视频压缩标准，以其出色的压缩比和高清晰度的视频质量在电视转播发射机中得到广泛应用。

数据压缩与编码技术的关键在于对视频信号中的冗余信息的处理。

在视频信号中，存在时间冗余和空间冗余。

时间冗余指的是连续帧之间的相似性，当下一帧与前一帧之间的差异较小时，可以利用差异进行处理，从而减少数据量。

空间冗余指的是每一帧内部的相似性，例如，在一帧中，背景部分通常是连续的、重复的信息，可以通过采用空间预测的方式减少数据大小。

此外，数据压缩与编码技术还可以采用熵编码、变换编码和运动估计等方法进行进一步的优化。

熵编码通过统计学方法对不同数据出现的概率进行编码，将频率更高的数据用更短的编码表示，从而减少数据长度。

变换编码则是通过对数据进行变换，将数据转换为在新坐标系下具有更高压缩性能的形式。

运动估计是通过对连续帧之间的运动进行分析和预测，从而将差异进行编码，进一步减少数据量。

除了数据压缩与编码技术的应用，电视转播发射机中还需要考虑信号的传输质量和容错能力。

数字电视信号传输设施的编码和解码原理数字电视信号的编码和解码原理是数字电视技术的关键，它们保证了数字电视信号在传输和接收过程中的稳定和准确。

数字电视信号传输设施的编码和解码原理是一种将模拟电视信号转换为数字信号，并将其传输和接收的技术方法。

首先，在数字电视信号传输设施的编码过程中，需要将模拟电视信号转换为数字信号。

这一过程被称为模拟到数字转换（ADC）。

模拟电视信号是连续的信号，而数字信号是离散的信号。

为了实现转换，模拟电视信号首先被抽样，即将连续的信号离散化为一系列离散的采样点。

之后，这些采样点通过量化，即将每个采样点映射到最接近的数字值。

最后，经过编码处理，将离散的数字信号转换成二进制码流。

编码方法有许多种，常见的有PCM编码、DPCM编码和压缩编码等。

这样，模拟电视信号就被转换为能够通过数字电路传输和处理的数字信号。

其次，在数字电视信号传输设施的解码过程中，需要将数字信号转换回模拟电视信号。

这一过程被称为数字到模拟转换（DAC）。

首先，接收到的二进制码流经过解码，将其转换为离散的数字信号。

然后，通过去量化，即将数字信号转换为模拟的离散信号，再经过插值和重构处理，将离散的采样点连接起来，并根据一定的算法进行插值计算，得到连续的模拟电视信号。

最后，通过抽样保持电路，将模拟电视信号重建成模拟的连续信号，以供显示设备进行显示。

数字电视信号传输设施的编码和解码原理的核心是对模拟信号进行采样、量化、编码和解码的过程。

这一过程能够有效地将模拟信号转换为数字信号，并保证其在传输过程中的准确性和稳定性。

数字电视信号的编码和解码技术不仅能够实现信号的高保真传输，还能够实现多路信号的复用、高清晰度信号的传输和多信道音频的同步等功能，从而提升了数字电视信号的传输质量和显示效果。

除了编码和解码原理之外，数字电视信号传输设施还涉及到信道编码和调制解调技术。

信道编码可以通过引入纠错码和交织等技术，提高数字信号在传输过程中的抗干扰能力和纠错能力。

广播电视工程中的数字电视编码与解码技术在当今数字化的时代，广播电视工程发生了翻天覆地的变化。

其中，数字电视编码与解码技术扮演着至关重要的角色，它们的发展和应用极大地提升了电视节目的质量和传输效率，为观众带来了更加清晰、丰富和精彩的视听体验。

数字电视编码技术，简单来说，就是将原始的电视信号转化为数字形式，并进行压缩和处理，以便于存储和传输。

在这个过程中，需要对图像、声音和其他相关数据进行采样、量化和编码。

图像编码是数字电视编码中的关键环节之一。

常见的图像编码标准有 MPEG-2、MPEG-4 和 H264 等。

以 H264 为例，它采用了一系列先进的编码技术，如帧内预测、帧间预测、变换编码和熵编码等。

帧内预测通过利用图像内部的空间相关性，减少了图像的冗余信息；帧间预测则基于相邻帧之间的时间相关性，进一步提高了压缩效率。

变换编码将图像从空间域转换到频域，使得能量更加集中，便于后续的压缩处理。

熵编码则对编码后的符号进行无损压缩，进一步减少数据量。

声音编码在数字电视中也不可或缺。

常见的声音编码标准包括 AC-3 和 AAC 等。

这些编码技术能够有效地降低声音数据的码率，同时保持较好的音质。

例如，AC-3 采用了基于心理声学模型的编码方法，去除了人耳难以感知的声音信息，从而实现了高效的压缩。

除了图像和声音编码，数字电视还需要对其他相关数据进行编码，如字幕、节目信息等。

这些数据的编码也需要遵循一定的标准和规范，以确保在接收端能够正确解码和显示。

数字电视编码完成后，就需要通过各种传输渠道进行传输。

常见的传输方式包括卫星传输、有线传输和地面无线传输等。

在传输过程中，由于信号可能会受到干扰和衰减，因此需要采取一系列的纠错和保护措施，以保证数据的准确性和完整性。

当数字电视信号到达接收端后，就需要进行解码操作。

解码的过程实际上是编码的逆过程，即将接收到的数字信号还原为原始的图像、声音和其他相关数据。

在解码过程中，首先需要对接收的信号进行解调和解码，获取编码后的数据流。

广播电视节目的传输编码与解码技术随着科技的不断进步，广播电视节目的传输编码与解码技术也在不断发展。

这些技术的应用使得广播电视信号的传输更加高效、清晰，并且能够满足不同用户的需求。

本文将从传输编码、解码技术等方面来探讨广播电视节目传输的相关技术。

一、传输编码技术传输编码技术是指在广播电视节目传输过程中将信号进行编码，以提高信号的传输效率和质量。

传输编码技术广泛应用于广播电视的数字化转播系统中，包括数字音频编码、视频编码等。

1. 数字音频编码技术数字音频编码技术是将模拟音频信号转换成数字信号的过程。

常见的数字音频编码技术包括PCM（脉冲编码调制）、DPCM（差分脉冲编码调制）和ADPCM（自适应差分脉冲编码调制）等。

这些编码技术可以将音频信号进行高效的压缩，从而减少传输带宽，并且保持音频质量。

2. 视频编码技术视频编码技术是将模拟视频信号转换成数字信号的过程。

常见的视频编码技术包括MPEG-2、MPEG-4和H.264等。

这些编码技术通过对视频信号进行压缩，可以减少数据量，提高传输效率。

同时，视频编码技术还可以提供更好的图像质量，从而满足观众对高清晰度和高画质的需求。

二、解码技术解码技术是将传输过来的编码信号恢复成原始信号的过程。

解码技术的应用可以使得观众收看到高质量的广播电视节目。

1. 数字音频解码技术数字音频解码技术是将数字音频信号转换成模拟音频信号的过程。

常见的数字音频解码技术包括DAC（数模转换器）、DPCM解码器和ADPCM解码器等。

这些解码技术可以将数字音频信号进行解压缩，恢复成原始的音频信号。

2. 视频解码技术视频解码技术是将数字视频信号转换成模拟视频信号的过程。

常见的视频解码技术包括MPEG解码器和H.264解码器等。

这些解码技术可以对压缩后的数字视频信号进行解码，使其恢复成高质量的视频信号。

三、传输编码与解码技术的应用传输编码与解码技术在广播电视领域有广泛的应用。

例如，在数字电视系统中，传输编码技术可以将音频和视频信号进行压缩和编码，以提高频谱利用率和传输效率。

数字电视视频编码压缩算法摘要：视频压缩通过减少和去除冗余视频数据的方式，达到有效发送和存储数字视频文件的目的。

在压缩过程中，需要应用压缩算法对源视频进行压缩以创建压缩文件，以便进行传输和存储。

要想播放压缩文件，则需要应用相反的解压缩算法对视频进行还原，还原后的视频内容与原始的源视频内容几乎完全相同。

压缩、发送、解压缩和显示文件所需的时间称为延时。

在相同处理能力下，压缩算法越高级，延时就越长。

关键字：数字电视视频编码压缩算法JPEG联合图片专家组（JPEG，Joint Photographic Experts Group）是作为国际标准化组织（ISO）与电报电话国际协会（CCITT，国际电信联盟ITU的前身）的联合工作委员会于1987年成立的，于1988年成立JBIG（Joint Bi-level Image Experts Group），现在同属ISO/IEC JTC1/SC29 WG1(ITU-T SG8)，专门致力于静止图片（still images）压缩。

JPEG已开发三个图像标准。

第一个直接称为JPEG标准，正式名称叫“连续色调静止图像的数字压缩编码”（Digital Compression and Coding of Continuous-tone still Images）, 1992年正式通过。

JPEG开发的第二个标准是JPEG-LS（ISO/IEC 14495, 1999）。

JPEG-LS仍然是静止图像无损编码，能提供接近有损压缩压缩率。

JPEG 的最新标准是JPEG 2000（ISO/IEC 15444, 等同的ITU-T编号T.800），于1999年3月形成工作草案，2000年底成为正式标准（第一部分）。

根据JPEG专家组的目标，该标准将不仅能提高对图像的压缩质量，尤其是低码率时的压缩质量，而且还将得到许多新功能，包括根据图像质量，视觉感受和分辨率进行渐进传输，对码流的随机存取和处理，开放结构，向下兼容等。

文献引用格式：戴雨DAI Y.Ultra HD digital TV video compression coding technology[J].Video Engineering，中图分类号：TN919.81摘要：超高清电视逐步成为相关研究领域的热点话题。

然而，H.264/AVC视频编码标准已经不能满足超高清电视的高压缩比要求，频图像编码标准被提出，D2技术样，本文选择几种具有代表性的技术作为主要的分析对象进行阐述。

2.1助内部单元实现对视频图像的压缩、进而以最大块结构对递归进行划分。

这是编码结构最大的特点。

最大块像素为像素为为了得到精准的编码单元值，次，将失真值降为最低。

变换单元预测整个编码单元，其大小比编码单元更大，也可为长方形，和非对称分割两类图1 HEVC编码结构2.2 HEVC帧内预测编码技术HEVC的帧内预测与H.264技术相似，都是在空域内对视频进行压缩处理。

为了提升帧内效率，HEVC将预测模式扩展为35种，比传统的H.264准多8种。

在这35种预测模式中，有33种模式是为了强化帧内预测的精度，另外两种非线性预测模式的主要对象为平滑区域。

每一个预测单元都实施全方位的预测，非方向预测的数量保持不变，向性预测的数量则在最大值和最小值之间变化，64×64到4×4之间，但是取得的精度一致。

尽管这种模式能够有效提升帧内精度，但却增加了预测的复杂性，对单元大小和数量的设置也将由预测单元的大小决定。

这是目前HEVC帧内预测编码技术研究面临的一大难题。

HEVC环路滤波技术2.3.1 自适应样点补偿滤波器为进一步降低重建图像的失真，运用样点补偿逐步对各个像素应用特征进行分类，进而有针对性地补偿。

补偿一般分为带状补偿和边缘补偿两种。

带状补偿将像素划分为多个条带，使像素到最大范围，间隔32个为每一个间隔分配相应的补偿值。

如果将这则其中一组作为能够节省比特数的传输介质。

边缘补偿对比两个间隔像素，进而对当解码过程需要结合标识码自适环路滤波器以像素状态为基础，有效明确块状的色度分量和亮度分量。

浅谈数字电视码率压缩技术杨明文【摘要】经济社会的不断发展,对数字电视应用范围的扩大产生了积极的影响,满足了用户的多样化需求.数字电视内部的系统结构组成较为复杂,对于各项技术的要求非常高.其中,有关数字码率压缩技术对于数字电视的影响很大,需要操作人员在运用该技术解决实际的问题时,对相关的信道编码调制技术有充分的了解,增强技术的实际作用效果.数字电视实现了视频信号数字化的发展目标,为视频信息传递效率的提高带来了重要的保障作用.因此,对数字电视码率压缩技术进行了必要的阐述.【期刊名称】《移动信息》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】1页(P74)【关键词】数字电视;压缩技术;系统结构;码率;编码调制【作者】杨明文【作者单位】国家新闻出版广电总局北京地球站,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TN943人们生活水平的提升，对电视的服务功能提出了更高的要求，需要技术人员充分利用信息化技术的相关优势，增强数字电视的实际作用效果。

数字电视在实际的应用中取得了良好的作用效果。

其中，视频信息在具体的传输过程中必须符合相关行业规范条例的要求，降低误码率，增强图像的传输质量[1]。

数字电视应用范围的扩大，体现了视频数字化的重要意义。

它的本质是将视频信号通过一定的转化方式，适应计算机系统处理过程中的相关要求。

早期的电视画面主要是黑白色，视频帧的传输效率较低，变化器的利用并不充分，影响了视频画面质量。

20世纪80年代，随着磁盘技术及其他信息化网络技术的发展，加快了图像编码压缩技术标准化的发展步伐。

不同的国际标准组织对视频数字化的相关内容作出了系统阐述，客观地体现了这种技术的重要性。

2.1 相关的标准化组织为了优化数字电视内部的不同结构，需要明确其中涉及到的码率压缩技术的参考标准。

这些参考标准主要是由国际标准化组织制定。

像H.261、JPEG、MPEG-1等标准方案，在实际的应用中对数字化电视的研发带来了可靠的保障。