信源编码与信道编码

数字电视为何采用信源编码和信道编码?

信源编码主要负责图像信息的存储与缩减问题；信道编码则主要负责图像信息的传递问题。

信源编码和信道编码都采用的MPEG2技术

通过信源编码技术能够充分利用有限带宽资源。由于数字电视图像信号的数据量巨大，在未实施压缩技术的情况下，实时传送则难以实现。其核心方法在于去除非必要的多余信息。所谓的冗余信息主要包括那些与传输目标无关或对图像质量影响较小的部分。

（1）图像的空间冗余特征。一幅由大量像素点构成的数字图像中，相邻或相近的像素点往往具有较高的相似度（亦即具有较强的相关性）。在数据传输过程中会出现大量连续的相同数据片段，在这种情况下被定义为空间冗余特征。通过采用特定的压缩编码技术（例如基于正交变换的方法），能够有效去除图像空间上的冗余信息内容，并降低传输与存储所需的码率需求。

（2）时间依赖性。电视图像是高度依赖时间的一种媒体形式。对于25帧每秒的标准视频序列而言，在大多数情况下前后两帧之间的视觉差异通常极为微小。大部分场景呈现高度相似度，并且前后帧之间的视觉关联度极高。然而当两者之间的时间间隔拉大时其视觉关联度逐步减弱最终会降至较低水平。值得注意的是这种强关联性的变化模式往往遵循一定的规律性的变化模式也就是说每一幅新的画面与其前一幅画面之间存在可预测的变化趋势。基于这一特性我们可以采用某种方法提取并去除这种冗余信息从而有效降低编码所需的 bitrate

（3）统计上的冗余。数字化的图像与声音信号遵循一定的统计规律。例如，在图像预测编码系统中, 当前像素 signal 的预测值是由前几个相邻 pixel 值或该 pixel 在前一段的时间 value 预测出来的. 由于图像的空间相关性和时间相关性可知, 具有较小 error 的 signal 出现的概率较高, 反之则具有较小的概率. 通过应用统计编码方法, 使用较短的码字来表示具有较高概率且较小 error 的 signal, 而使用较长的码字来表示具有较低概率但较大 error 的 signal, 从而有效地去除了一部分基于统计规律的数据冗余.

（4）知觉冗余。人的视听系统具有一定的不敏感特性。知觉冗余是指处于人们视觉和听觉分辨率未达到或存在不足的视音频信号。对于这类非关键信息给予较大的失真处理是合理的做法。人们通常不会明显察觉图像与声音质量出现下降的现象。特别是当这些信息的重要性相对较低时几乎完全无法察觉。因此在编码过程中可采用长码与短码相结合的方式分别处理不同内容这被称为‘有所为与有所不为’原则从而有助于实现有效率地降低码率的目的。

在通信系统中采用信道编码技术可以有效提升信号传输的可靠性；考虑到数字信号具有较为复杂且多样的频谱特征，在未经处理的情况下直接进行传输容易导致信息失真或出现误码现象；为此提出了一种有效的解决方案即采用信道编码技术通过将原始图像信号经过特定算法处理使其能够更好地适应并满足通信介质对频率特性的需求从而有效抑制传播过程中的噪声干扰确保接收端能够恢复出更加完整的原始信息内容

主要实现方式：

伪随机序列进行扰码

奇偶校验码

卷积交织码

里德-所罗门码