浅议数字信号压缩编码标准的应用.doc

1、浅议数字信号压缩编码标准的应用摘 要由于数字广播电视设备的不断的产生与广泛的应用，作为广播电视工程技术人员，一定要对数字信号的各种编解码标准的理论和应用进行相应的掌握。 关键词数字信号；压缩编码；标准 中图分类号：TP317 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0230-01 引言：由于数字广播电视设备的产生和应用，作为一名广播电视工程技术人员，一定要对数字信号的各种编解码标准的理论以及应用进行充分的了解和掌握。国际标准化协会 ISO 国际组织、国际电子学委员会IEC 国际组织、国际电信协会 ITU 国际组织等，于二十世纪九十年代领导在一定程度上制定了多个重要的数字信

2、号编解码标准。例如：MPEG 的标准系列，MPEG-1，MPEG-2 标准、MPEG-4 标准、MPEG-7 标准，在二零一一年十二月完成的 MPEG-21 标准等。 1.针对 JPEG 标准 JPEG 它在一定程度上是联合图像专家小组的英文缩写。JPEG 标准是一九八五年提出，并且在一九九二年公布为国际标准。 JPEG 压缩编码方法在一定程度上也称为 JPEG 算法。针对 JPEG 而言，它是国际上色彩、灰度、静比图像的第一个国际标准。是一个适用范围相对来说比价广泛的通用标准，在一定程度上主要用于计算机静比图像的压缩，还有数码相机的图像均以 JPEG 格式存储。JPEG 格式它是当前网络上比

3、较流行的图像格式，各类浏览器在一定程度上都是支持 JPEG 这种图像格式，由于可以进一步的把文件压缩到最小的格式，占用空间相对来说比较小，具有着较快的下载速度。 在 Photoshop 软件中主要是以 JPEG 格式储存，在进行储存的过程中，进一步提供 11 级压缩级别，以 0-10 级进行相应的表示。其中 0 级压缩比是最高的，但是具有着比较差的图像品质。即使采用细节几乎无损的10 级质量进行保存的过程中，压缩比能够在一定程度上达到 5：1。例如：以 BMP 格式进行保存的过程中得到 4.28MB 图像文件，在采用 JPG 格式保存的过程中，其文件的大小仅为 178KB，压缩比只能够达到 2

4、4：1。在实际工作的过程中，通常采用第 8 级压缩为存储空间与图像质量兼得的最佳比例。 2.针对 MPEG-1 标淮 针对 MPEG-1 标准而言，它在一定程度上是于一九八八年开始，在一九九二年成为音频压缩编码国际标准。其编号是：ISO/IEC 11172。在一定程度上是用于运动图像及伴音的编码，码率能够进一步的达到1.5Mbps。是世界上第一个集成视、音频编码标准，第一个只定义解码器（接收机）的标准，并且还是第一个以软件方式制定并含软件实施的标准。在应程度上用于活动图象，比如：VCD 等家用数字音象产品。其音频3 层即 MP3 在一定程度上广泛应用于网络音乐。 MPEG-1 的音频部分只涉及

5、单声道和立体声，音频使用 48KHz，44.1 KHz，32KHz 三种采样频率，视音频的总数据率 1.5Mb/s。MPEG-1 的音频Layerlll 简称 MP3 已得到广泛使用。 比如：利用 MPEG-1 制作大容量 DVD 影碟。一部 30 集的电视连续剧，只需三张 DVD 光盘制作压缩。这种压缩 DVD 采用的 MPEG-1 视频的码率是和标准 VCD 一样的 1150Kbps；音频编码采用 48kHz 采样率的 MPEG -1/2Layer II 音频，略高于 VCD 的 44.1kHz；字幕可采用 DVD 的标准字幕或内镶字幕。同理，一张 4.7 GB 的 DVD 可放下超过 4

6、50 分钟的节目，也就是约 8 到 10 集电视剧。这样有利于电视台对影视资料的保存。 3.针对 MPEG-2 标淮来说 MPEG-2 标准在一九八八年提出，并且在一九九四年公布为国际标准，其编号在一定程度上是：ISO/IEC 13818，是一种相对比较通用的运动图像视以及音频编码标准。码率可达进一步的 9Mbps。在一定程度上被广泛应用于用于活动图象，如数字有线电视、数字机顶盒、DVD 和数字电视的信源编码。MPEG-1 是 MPEG-2 的子集，同 MPEG-1 标准一样也包括系统、视频和音频等内容，它能够在一定程度上克服并解决了 MPEG-1 不能满足日益增长的多媒体技术、数字申视枯术对

7、分辨率和传输率等方而的枯术的缺陷。 针对 MPEG-2 标准来说，其主要的技术特点分为以下几个方面： （1）它将一个或者是更多的音频以及视频或其他的基本数据流合成单个或多个数据流，以适应存储和传送。 （2）系统能够进一步的输出两个数码流：节目比特流 PS，用于相对无误差的环境；传输比特流 TS，在一定程度上用于有噪声媒质。 （3）MPEG-2 的类与级：它有具有着四种输入格式，并且进一步的称为级。从有限清晰度的 VHS（家用录像系统）质量图像直到 HDTV 图像，每一种输入格式编码后都有一个相应的范围。除了在源格式对这种灵活性进行提供之外，它还在一定程度上具有着不同的处理方法，并且将其进一步的

8、称为类，每一类都包括压缩和使用方法的一个集合。不同的类也就意味着使用不同集合的码率压缩工具。在压缩比为 30：1 或更小时，它可以在一定程度上提供广播质量的编码图像，也可工作在大压缩比如200：1 下，效果与 MPEG-1 相差不大。分辨率进一步的要求有低（352x288） 、中（720x480） 、次高（1440x1080） 、高（1920x1080）不同档次。 4.针对 MPEG-4 MPEG-4 标准是在一九九三年开始，并且在一九九年形成国际标准。其编号在一定程度上是：ISO/IEC 14496，是一种基于对象的可视和音频对象编码标准，视频码率 5Kb/、至 5Mb/s，音频编码 2Kb

9、/、至 64Kb/s。它能够在一定程度上包容了以前的 MPEG-1 以及 MPEG-2 标准，并且进一步的制定了大范围的级别以及框架，在一定程度上能够广泛应用于数字存储媒体以及会议电视、可视电话、数字电视、通信、网络等相关的一些流媒体领域。MPEG-4 标准的主要技术特点： 4.1 针对 MPEG-4 标准来说，它在一定程度上是基于音频和可视对象的编码 进一步把众多的多媒体应用集成于一个相对比较完整的框架内，能够在一定程度上把多媒体通信提供标准算法以及工具。用于实现视听数据的小编码及更为灵活的存取。与 MPEG-1 和 MPEG-2 在一定程度上具有着比较大的不同，它更基于内容之间的交互性，高

10、的压缩率和灵活多样的存取模式。 4.2 MPEG-4 在 VOD 视频点播业务中的相关应用 视频点播它是近些年来发展起来的基于多媒体技术的交互式服务方式，VOD 在一定程度上主要是以数字压缩技术为主要的基础、网络与多媒体技术相结合的交互电视系统。VOD 业务主要有影视选播、远程医疗、电子图书馆等。针对目前比较流行的 VOD 系统在一定程度上主要采用 MPEG-2 编码标准。这种标准的具有比较好的质量画面，压缩比相对来说较高。但是 MPEG-2 标准在 VOD 业务的应用中也进一步的暴露出其不足方面，基于宏块和帧的编码方式进一步的限制了对内容的交互操作以及相关的压缩效率不是很理想、窄带网上的传输

11、质量在一定程度上受到限制，对媒体的兼容能力有待提高等。 5.针对 MPEG7 MPEG-7 标准是在一九九七年开始，并且二零零一年进一步的达到国际标准。编号是：ISO/IEC 15938，他不是对内容进行的分析，同时也不是对内容的检索，更不是信息压缩编码技术，而是一种多媒体内容进行相关描述的标准，对描述符、描述语言和描述方案进行定义，这样能够在一定程度上便于对多媒体等内容的处理。并且进一步的应用在数字图书馆、各种多媒体目录业务、广播媒体的选择和对日益庞大的图象、声音信息的管理及其迅速检索。根据其功能将其进一步的分为内容描述、内容管理、内容组织、导航和访问以及使用者交互 5 类。 6.总结 由于科技的发展，数字信号的编码压缩技术在一定程度上得到了不断地发展和完善，结合上述的各种编码压缩标准总体可以归纳为有失真编码压缩和无失真编码压缩两种标准。 参考文献 1 蔡贺.直播卫星数字电视系统压缩编码技术评估D.天津大学，2007. 2 吴菁晶.GSM 系统中的语音编码算法研究及 RPE-LTP 编码系统的DSP 实现D.东北大学，2005. 3 杨虎.H.264/AVC 视频压缩编码运动估计算法研究D.南京大学，2013.