信源编码技术课件

第五章信源编码技术信源编码理论是信息论中的重要组成部分，在本课程中则主要介绍信源编码的实现技术及其原理。5.1取样定理 低通信号的均匀取样定理：截止频率为赫兹的低通带限信号，可由其在时间轴上以间隔（秒）的等间隔点上的取值唯一地确定。

用图形表示即：

(a)(c)(d)(e)

0-2-02

0

1

低通信号的取样(b)

PAM是脉冲载波序列的幅度随消息信号变化的一种调制方式 除了脉冲振幅调制以外，还有脉冲相位调制（PPM）和脉冲宽度调制（PDM）。

PAM是脉冲编码调制（PCM）的基础。

自然取样：脉冲信号的幅度（顶部）随信号的大小而自然变化

平顶取样中取样信号的所有脉冲形状相同，但其幅度取决于瞬时取样值，如图

5.2脉冲振幅调制（PAM）自然取样和平顶取样波形图

(a)(b))-

(a)(b)(c)自然取样信号及其频谱

-(a)(b)(c)-(d)平顶取样信号及其频谱

5.3量化

定义：实际取样所得的PAM信号变换为取值域（振幅域）上离散值的过程叫作量化。均匀量化

概念：均匀量化量化区间量化电平量化间隔

信号的动态范围量化误差量化噪声 量化信噪比均匀量化后的信噪比：对于均匀分布的信号：

非均匀量化利用压扩技术来实现非均匀量化

压缩均匀量化编码译码扩张f(t)f’(t)信道(a)输出输入输出输入扩张压缩小信号大信号（b）

-3/4-1/2-1/413/41/21/4-11111xxxx1110xxxx1101xxxx1100xxxx1011xxxx1010xxxx1001xxxx1000xxxx0000xxxx0001xxxx0010xxxx0011xxxx0100xxxx0101xxxx0110xxxx0111xxxx1/41/21-1-1/2-1/4(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)

5.4脉冲编码调制(PCM)

编码：若用二进制数字对上述A律各量化电平进行编码，则一个PAM样值需8位二进制数，记为

一个PCM码组的8位码分配如下： 极性码

段落码

段内码

码型：段落码采用折叠码（如上图）

段内码采用自然码编码各段起始电平和各段内码的权位

段序号段落段内代码起始电平876543211024512256128643216051225612864256128643212864321664321683216841684284218421例：设输入信号样值为+276Δ

11010001

PCM一次群

PCM系统性能

PCM信号带宽：频带利用率为2波特/HZ

时

量化信噪比

误码信噪比

（a）tf(t)0最大可能斜率＝码0t（b）增量调制波形

脉

冲编码器积分器低

通滤波器积分器时钟脉冲＋

－AB

系统简化框图

取样频率

带宽

量化信噪比误码信噪比

与PCM系统的比较

n01234567PCM(dB)40302010

ADPCM译码器框图

自适应逆量化器PCM码/线性码自适应预测器量化尺度适配器同步编码调整＋＋32kb/sADPCM

输入再建信号量化差值信号信号估值64kb/sPCM

输出5.6语音压缩编码简介

语音编码技术可以分为两大类： 波形编码:PCM、等

参量编码:参量编码，传送语音生成模型的基 本参数以及适当的激励信号。语音的生成模型

参量编码器——LPC声码器

语音输入语音输出缓冲器线性预测量化编码器清浊音检出基

音检

出编码器编码器编码器译码器译码器译码器合成器基音激励噪音激励信道频谱包络ADPCM矢量量化量化滤波浊清音信息

多脉冲激励线性预测编码（MPLP或MPC）

缓冲器语音输入线性预测编码滤波器激励脉冲源编码器编码器译码器译码器语音合成误差频率加权＋

—语音块信道最佳脉冲位置和幅度语音输出

5.7 图像压缩编码

基本的图像编码法分类

预测法

帧内编码 一维DPCM二维DPCM自适应DPCM

帧间编码帧间DPCM运动补偿法条件像素补充法帧间、帧内自适应法复合差值法变换法帧内变换DFT、WHT、KLT、HT、ST、DCT、DWT等帧间变换三维余弦变换混合法帧内编码行内变换/行间DPCM帧内帧间混合编码帧内余弦变换/帧间DPCM帧内傅氏变换/帧间DPCM

图象压缩传输系统框图

函数变换压缩编码，简称变换编码 将空间域表示的信号通过正交变换变换到其它变换域中去，达到简化的目的，而后再进行压缩编码的方法图象变换编码原理图

DCT一维正交变换与逆变换表达式

以8×8为例，设一个8×8图象样值的方块如下：

经DCT变换后可得系数矩阵为：

9量化后（量化间距为9）的Tc系数矩阵

Zig－Zag游程编码

Z形扫描

游程1000255

幅值－2－1－1－1－10熵编码:熵编码是一种根据符号出现的概率值大小进行编码的方式。概率大的分配短码，概率小的则分配长码,以获得最小平均码长。应满足译码的唯一性和即时译码的要求。例：预测编码

DPCM预测编码

例输入为[0121222344]0 121222344 001 21