現(xiàn)代通信技術(shù)概論 第8章數(shù)字圖像通信系統(tǒng)課件.ppt

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1、數(shù)字圖像通信系統(tǒng)第8章數(shù)字圖像通信系統(tǒng)8.1概述8.2數(shù)字圖像通信原理8.3數(shù)字傳真通信8.4活動(dòng)數(shù)字圖像通信系統(tǒng)28.1概述圖像通信是一種視覺通信，已成為當(dāng)代通信領(lǐng)域主要手段之一。圖像通信傳送和接收的圖像信息可以是靜止的或活動(dòng)的圖像信息可以采用模擬或數(shù)字的形式進(jìn)行傳送，傳送和接收數(shù)字圖像信號的通信系統(tǒng)就是數(shù)字圖像通信系統(tǒng)38.1.1圖像通信的特點(diǎn)直觀性強(qiáng)--圖像表示形象直觀，易于理解。數(shù)據(jù)量大--數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量比語音要大一個(gè)數(shù)量級，比文本數(shù)據(jù)大兩個(gè)數(shù)量級。信息確切性好--與聽覺獲取相比，視覺獲取的信息內(nèi)容

2、更容易確認(rèn)，不易發(fā)生歧義。48.1.2圖像通信的分類按業(yè)務(wù)性質(zhì)分傳真、可視電話、會(huì)議電視、圖文電視、有線電視、高清晰度電視和智能用戶電報(bào)等。按圖像信息內(nèi)容的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分靜止圖像通信活動(dòng)圖像通信按采用的傳輸技術(shù)分模擬圖像通信數(shù)字圖像通信58.1.3數(shù)字圖像通信系統(tǒng)的組成(1/5)圖8-1圖像通信系統(tǒng)基本組成6數(shù)字圖像通信系統(tǒng)的組成（2/5）輸入設(shè)備輸入設(shè)備產(chǎn)生靜止或活動(dòng)的圖像信號，例如電視攝像機(jī)、錄像機(jī)、掃描儀、傳真掃描頭和電子黑板等都可作為產(chǎn)生圖像的輸入設(shè)備。7數(shù)字圖像通信系統(tǒng)的組成（3/5）編碼器信源編碼器模

3、擬的圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號壓縮圖像信號。信道編碼器將信源編碼器輸出的比特流轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合信道傳輸?shù)男问桨ú铄e(cuò)控制編碼和調(diào)制，以及數(shù)據(jù)打包和傳輸層控制等。8數(shù)字圖像通信系統(tǒng)的組成（4/5）信道提供讓信號通過的通道，同時(shí)也會(huì)對信號產(chǎn)生限制和損害狹義信道為傳輸媒質(zhì)廣義信道還包括相關(guān)的轉(zhuǎn)換器和設(shè)備，因此，電話網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)和因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)是廣義信道。9數(shù)字圖像通信系統(tǒng)的組成（5/5）解碼器解調(diào)器、解碼器分別是上述編碼器和調(diào)制器的逆過程顯示終端用來顯示被復(fù)原的圖像的設(shè)備，可以是電視熒光屏、液晶顯示屏、打印機(jī)、圖像拷貝機(jī)等1

4、08.2數(shù)字圖像通信原理模數(shù)變換圖像壓縮編碼數(shù)字傳輸、寬帶接入與交換等關(guān)鍵技術(shù)118.2.1圖像信號數(shù)字化(1/4)原始圖像的數(shù)字化包括以下三個(gè)過程空間位置的數(shù)字化幅度值的數(shù)字化編碼12圖像信號數(shù)字化(2/4)空間位置的數(shù)字化本質(zhì)上就是對連續(xù)分布的空間位置進(jìn)行抽樣，選取有限個(gè)位置來表示整幅圖像。在二維空間中，包括垂直和水平兩個(gè)位置或方向的數(shù)字化。在垂直位置上進(jìn)行掃描，即用若干等距離的水平掃描行來表示圖像；在水平方向上進(jìn)行抽樣，即按照一定的間隔選取信號13圖8-2圖像信息的像素點(diǎn)圖像信號數(shù)字化(3/4)14圖像

5、信號數(shù)字化(4/4)幅度的數(shù)字化量化：用有限的幅度值來表示連續(xù)變化的幅度值“量化”的含義與2.2.1節(jié)所述內(nèi)容相同，這里不再重述。編碼編碼原理與方法與2.2.1節(jié)相同編碼使用的碼字位數(shù)與量化級數(shù)有關(guān)，量化級數(shù)多固然可以減小量化誤差，但是編碼時(shí)使用的碼字位數(shù)也多，占用的傳輸帶寬也越大158.2.2數(shù)字信號的壓縮與編碼(1/2)為什么要進(jìn)行壓縮壓縮的必要性數(shù)字圖像包含巨大的信息量，為了有效地存儲(chǔ)和在有限的信道中傳輸圖像信息，有必要對圖像信息進(jìn)行壓縮壓縮的可能性圖像信息包含有用的信息和無用的多余信息，消除多余信息可

6、以節(jié)約碼字，達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的。圖像通信允許圖像編碼存在一定失真16數(shù)字信號的壓縮與編碼(2/2)圖像壓縮的原理和方法壓縮編碼：在保證一定的圖像質(zhì)量和滿足要求的前提下，減少原始圖像數(shù)據(jù)量的處理過程兩種基本思路利用圖像固有的統(tǒng)計(jì)特性，從原始圖像中提取有效的信息，盡量去除冗余信息，例如減少相鄰像素之間、相鄰幀之間的冗余信息利用人的視覺特性，力圖發(fā)現(xiàn)人眼是根據(jù)哪些關(guān)鍵特征來識(shí)別圖像，然后根據(jù)這些特征來構(gòu)造圖像模型17無失真編碼(1/2)壓縮編碼時(shí)不丟失有效信息，編碼后的復(fù)原圖像與編碼前的原始圖像完全相同兩種典型方法

7、：哈夫曼編碼和算術(shù)編碼18無失真編碼(2/2)圖8-3哈夫曼編碼方法19限失真編碼圖8-4運(yùn)動(dòng)圖像的預(yù)測編碼壓縮編碼后可能造成失真，編碼后的復(fù)原圖像與編碼前的原始圖像有差別預(yù)測編碼、離散余弦變換208.2.3數(shù)字圖像信號的編碼標(biāo)準(zhǔn)三大系列：H.26x、JPEG和MPEG三大組織國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組ITU-T:ITUforTelecommunicationStandardizationSector國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO:InternationalOrganizationforStandardization

8、國際電工委員會(huì)IEC:InternationalElectro-technicalCommission21H.261標(biāo)準(zhǔn)第一個(gè)視頻壓縮編碼國際標(biāo)準(zhǔn)，由ITU-T頒布，在ISDN上開展可視電話和會(huì)議電視數(shù)據(jù)速率為每秒64千比特~192千比特(N?64kbps)僅支持CIF和QCIF兩種圖像格式圖像數(shù)據(jù)被劃分為四個(gè)層次原始圖像即為圖像層、塊組層、宏塊層、子塊層預(yù)測編碼與DCT相配合的混合編碼方式22H.