使用帧内预测的PAL电视信号差分编码

本文讨论的差分脉冲编码调制(DPCM)和混合DPCM/PCM编码,可以作为系统1广播质量电视信号(PAL,625行,5.5MC/S)降低比特速率的一种方法。对于DPCM编码,每个代码表示的是视频信号抽样值和这个抽样的预测值间的幅度差值,预测用的是在三倍的彩色付载波频率上抽样的同一行和前一行已经传输的抽样。这种编码方式要求每样值传输3比特到6比特。主观实验结果给出了由于量化误差和传输误差引起的图象恶化。量化误差实验指出,与PCM相比较,DPCM每样值大约可节省2个比特。通过对在DPCM和PCM的r.m.s量化误差测量和主观实验结果相比较指出,在DPCM和PCM情况下,一定的信噪比对应的图象恶化是类似的。主要符号表: N—每样值传输的比特数;T—抽样周期;S—DPCM编码器输入端抽样值;2D—二维;S_P—样值S的预测值;f_(SC)—彩色付载波频率;E_1—由DPCM编码产生的量化误差;O.A.B—三个相继抽样点;E_2—由PCM编码产生的量化误差;K—固定延时行抽样周期数。     

不同码率下自适应压扩量化图象预测编码的性能

本文在笔者提出的一种量化方法基础上研究了自适应压扩量化DPCM(ACQ—DPCM)系统在不同码率下的性能并与相同码率的基本DPCM系统的性能进行了比较。结果表明,由于量化特性与预测误差更好地匹配,ACQ——DPCM的量化信噪比较基本DPCM获得明显改善。其改善程度在1.2—8.8dB。码率愈低,改善程度愈好。在相同码率条件下,对边沿,细节丰富的图象改善较佳,且图象恢复误差峰值普遍降低。     

在单板微机上实现的静态图象预测编码

随着大规模集成电路技术的迅速发展,利用硬件实现静态图象的二维差值脉冲编码调制(以下简称2D—DPCM)虽然比过去容易了,但电路仍较复杂。为此,我们采用了一种电路结构简单、易于实现的平均预测方案,用SDK—85单板微机作2D—DPCM处理,然后以每象素4比特的格雷码送入信道,获得了质量较好的图象。本文主要介绍平均预测方案的原理;给出用SDK—85单板微机实现2D—DPCM处理的流程图,并简要说明程序设计中的一些问题和实验结果。     

NTSC彩电信号DPCM编码的予测算法

由于NTSC彩电信号在以彩色付载波为中心的高频范围内,其色载波信号具有频率多重化的频谱结构,因此,在DPCM编码时必须采用与黑白信号不同的预测算法。本文首先导出NTSC彩色电视信号的相关系数模型,然后,作为DPCM的预测算法,提出将亮度信号成分和彩色载波信号成分单独预测后再决定总预测值的算法。示出按照这一预测算法构成的具体预测方式,计算了由相关系数模型引起的预测误差功率,测定了对于实际彩色图象的预测误差功率和预测误差分布,证明预测精度良好。本文还对应用该予测方式的DPCM编码的一例进行了计算机模拟实验,确认了它的有效性。     

帧内预测图象编码的极限性能估计

本文借助计算机模拟实验计算了帧内预测图象编码系统中最佳单象素开关预测器的性能。所得结果可以做为对于二维自适应DPCM图象编码方式极限性能的一种估计。     

1MHz可视电话DPCM编码器

一、前言利用图象信息存在较多的冗余度和人眼的视觉特性,人们早已研究出各种编码压缩的办法,以便于利用现有信道来传输图象。过去几年内大量的文献介绍了各种图象编码传输的方法,其中以变换编码的方法较多,它包括预测变换;函数变换。这些方法不外乎利用图象信号的较强的相关性,剔除它的部份冗余度进行编码压缩。本文主要叙述一种简单的预测变换:一维DPCM编码器(取样频率f_s-2·112MH_v,编码位数n=4)的实验研究。     

应用模式识别的帧内DPCM电视图象编码及它的幅频响应

本文提出的应用模式识别的自适应预测方案(PR方案),把电视图象待预测象素所在的局部区域分成三类模式:第一类模式为具有周期性变化的条纹区域;第二类模式为图象的轮廓区域;第三类模式为平坦区域。并按它们的特点选择三个相应的预测器。对五幅测试图象进行方案的计算机模拟,结果表明:PR方案对自然图象,尤其对分辨率测试卡人工图象编码所得的预测误差在零附近更为集中,大预测误差减小,预测误差的熵值和均方误差都下降,编码图象分辨率提高,结合自适应量化及熵编码技术可使五幅测试图象的传输比特率在3.08bit/pel以下。本文还在频率域内对PR方案预测环路的幅频响应作了分析,这为评价DPCM预测器性能提供了一个有效方法。     

DPCM图象编码系统中的预测值取整对信道误码响应的影响

在数字图象信号DPCM编码系统中,解码器的非线性主要来自预测值取整。预测值取整有可能对DPCM系统的信道误码响应产生重要影响。由于存在非线性,在线性近似下推导出的解码器的BIBO稳定条件并不能保证信道误码完全衰减。本文提出了两种改进的预测值取整方式。与通常的取整方式相比,新的取整方式可以减小接收图象中信道误码图案的主观影响。     

低码率场内预测DPCM图象编码及其图象质量评价

本文介绍了一种低码率DPCM图象编码的具体方案,使每象元由8比特压缩成平均1.75比特。其再生图象的质量基本满足家用录象机的要求。     

用SDK—85单板机实现静态图像的二维DPCM编码

随着大规模集成电路技术迅速发展,利用硬件实现静态图像的二维差值脉冲编码调制(以下简称2D—DPCM)比过去更容易,但电路仍然比较复杂,在此我们试用SDK—85单板机对静态图像作2D—DPCM处理。对数字化后的静态图像(256×256×6比特),采用一种结构简单,易于实现的平均预测方案,用SDK—85单板机作2D—DPCM处理,然后以4比特/像素的格雷码送入信道,获得的图像质量较好。(参见附图) 文中主要介绍平均预测方案的原理;给出用SDK—85单板机实现2D—DPCM的流程图,简要说明程序设计中的一些问题及实验结果。     

轮廓自适应预测的帧内DPCM图象编码

采用固定预测器的帧内DPCM系统在对分辨率测试卡编码时有困难。为了寻求能适用于各种类型图象的通用预测器,本文在轮廓预测的基础上,提出了一种新的自适应预测算法。图象中的平坦部分、轮廓及网纹结构分别采用不同的预测器预测。利用计算机模拟所进行的主、客观性能比较实验表明,新的自适应预测器较已知的同类预测器有更好的预测性能,它明显地改进了对分辨率测试卡一类图象的预测,对自然图象的预测亦有所改善。新的预测器产生的大的预测误差显著减少,预测误差峰值显著降低,因而可以获得较大的码率压缩。预测器的自适应转换只利用前已传送的象素进行判决,不需向接收端另外传送附加的开关信息。     

彩色电视信号分离编码方式的设计—DPCM编译码系统

一、前言对于图象信号来说,DPCM是效率比较高的频带压缩编码方式之一。它是利用图像中各像素之间的相关性,根据已经出现的像素值进行预测,只对实际值和预测值的差值进行编码的方式。如文献中所述,对于彩色电视信号来说,由于在信号频谱中存在着以色副载频为中心的已调色信号,从而使像素之间的相关性降低。这时,如果对它直接施行DPCM编码,就不能充分发挥这种编码方式的效率。当利用文献的分离设     

图象复原型DPCM的频率特性图

本文用图象复原方法来分析DPCM系统,给出了预测误差方差为最小值和量化分层总数为最小值二种二维DPCM的发端频率特性H(u、v)及收端频率特性1/H(u、v),为用FFT解调和分析DPCM系统提供依据.     

开关型自适应帧内DPCM图象编码

本文提出的开关型自适应帧内DPCM图象编码的要点是:(1)由前一象素的活动函数值,预报当前象素为非活动象素或活动象索,并选用两个预测器中的某个。(2)由前一象素与其邻近象素的最小差值方向,确定预测器中需选用的4组预测系数中的某组。(3)对应非活动象素和活动象素的两个预测器,由主观实验确定各自的非线性量化器。 对四幅测试图象作的计算表明:本文提出的开关型自适应预测器之预测误差(无量化器),与典型的固定系数二维DPCM预测器相比,其直方图在e=0附近更为集中;其熵值之平均改善量为0.2比特/象素。 用三组序列图象(抽样频率10MHz),通过计算机模拟作主观实验,测定了掩盖函数,并用最小量化分层数目的准则,设计非线性量化器。主观实验结果表明:本文方案之复原图象,与原始图象相比看不出明显差别时,所需之最小量化分层数目,比已发表的工作有一定改善。 本文结果用于亮度信号(抽样频率10MHz)的DPCM编码时,则传输PAL广播电视信号(包括色度信号、双伴音及纠错码)可符合PCM三次群的要求(34.368 Mbits/s)。     

一种新的静止图象压缩编码算法

本文提出了一种新的静止图象压缩编码算法,即VQ+DPCM+DCT算法,并与JPEG标准的基本系统进行了比较。实验结果表明,新算法的压缩比有较大提高。     

自动化技术与远动技术

航天遥测数据的自适应分区熵编码压缩[刊]/吴乐南//通信学报.—1998,19(7).—94～96(LC)针对航天遥测数据在一个通道内以及不同通道间的非平稳性,提出一种自适应切换 DPCM 预测误差熵编码码表的无损压缩方法,简单而高效。参4无人机地面站中遥测信号数据采集与处理系统的设计(见9901172)     

34Mb／s的PAL制电视复合信号预测编码

本文介绍了与二倍色副载波频率取样的PAL复合信号之数据结构相适应的DPCM预测器。此预测器对亮度和色差信号都能给出好的预测效果。在复合信号编码上首先应用了自适应量化方法。计算机模拟实验表明,在4 bit/pel码率上能得到优秀的图象质量。     

帧内二维DPCM图象编码的一次实验

本文重新讨论电视帧内编码中二维DPCM的一个老方案:预测值用序列测试图象(抽样频率10MHz)进行的计算机模拟之主观实验表明:此方案的图象质量优秀。     

电视图象编码与主观试验

随着数码电视技术的发展,特别是计算机模拟技术在电视图象编码中的广泛应用,主观试验方法获得了新的发展。它不仅用来评价各种编码图象的主观质量,并且已发展成为最优编码设计中的重要手段。本文以DPCM主观最优量化器设计中运用的主观比较试验为例,简单介绍了这方面的进展。     

NTSC彩电信号DPCM编码方式的设计

本文介绍了彩电信号DPCM编码方案的设计和试验样机的组成。本方案不是把NTSC彩电信号分离为它的各成分,而是按复合信号原样进行直接DPCM编码,并以32Mb/s(PCM3次群)传送。其特点是:①取样频率比老的方案设计得低;②采用将亮度信号的预测值和载波色信号的预测值分别计算之后组成综合预测值的算法;③由于进行包括色同步信号在内的水平消隐信号的样值传送,因此可提高传送效率;④实行4比特/8比特准可变字长编码等等。试验样机大约被简化为分离编码时的1/2。另外,就其编码图象质量而言,所得性能足以满足图象传送业务中彩电信号的数字传送要求。