浅谈数字电视码率压缩技术

杨明文



浅谈数字电视码率压缩技术

杨明文

国家新闻出版广电总局北京地球站，北京 102206

经济社会的不断发展，对数字电视应用范围的扩大产生了积极的影响，满足了用户的多样化需求。数字电视内部的系统结构组成较为复杂，对于各项技术的要求非常高。其中，有关数字码率压缩技术对于数字电视的影响很大，需要操作人员在运用该技术解决实际的问题时，对相关的信道编码调制技术有充分的了解，增强技术的实际作用效果。数字电视实现了视频信号数字化的发展目标，为视频信息传递效率的提高带来了重要的保障作用。因此，对数字电视码率压缩技术进行了必要的阐述。

数字电视；压缩技术；系统结构；码率；编码调制

人们生活水平的提升，对电视的服务功能提出了更高的要求，需要技术人员充分利用信息化技术的相关优势，增强数字电视的实际作用效果。数字电视在实际的应用中取得了良好的作用效果。其中，视频信息在具体的传输过程中必须符合相关行业规范条例的要求，降低误码率，增强图像的传输质量[1]。

1 视频数字化技术发展的主要历程

数字电视应用范围的扩大，体现了视频数字化的重要意义。它的本质是将视频信号通过一定的转化方式，适应计算机系统处理过程中的相关要求。早期的电视画面主要是黑白色，视频帧的传输效率较低，变化器的利用并不充分，影响了视频画面质量。20世纪80年代，随着磁盘技术及其他信息化网络技术的发展，加快了图像编码压缩技术标准化的发展步伐。不同的国际标准组织对视频数字化的相关内容作出了系统阐述，客观地体现了这种技术的重要性。

2 数字电视码率压缩技术

2.1 相关的标准化组织

为了优化数字电视内部的不同结构，需要明确其中涉及到的码率压缩技术的参考标准。这些参考标准主要是由国际标准化组织制定。像H.261、JPEG、MPEG-1等标准方案，在实际的应用中对数字化电视的研发带来了可靠的保障。

数字电视彩色图像的有效控制，彩色图像质量的增强，相关信息资源利用效率的提高等，需要依靠JPEG编码标准的相关作用。这种参考标准主要是由国际标准化组织建立的，所要实现的目的是将一定速率的视频或者音频信号通过传输机制的作用，达到标准静止图像数字信号的具体要求。在具体的压塑过程中，数字压缩的目标就是用统一的方式对彩色像素进行有效的分割，数据大小为1bit，可以获得比较可靠的彩色图像。在联合图片专家组的努力下，标准化下所要实现的目标涉及的范围更广。

数字电视中图像清晰度对于MPEG参考标准的依赖程度较高，客观地体现了图像质量对于数字电视发展的重要性。MPEG-1主要针对的是不同音频及视频的压缩格式。不同层的音频在实际的工作机制中相互之间的兼容性是否良好，影响着音频信号质量。同时，在这种参考标准影响下视频信号的压缩，主要利用的是帧内数据压缩技术，可以对不同色差的信号进行分类采集。随着科技力量的不断壮大，MPEG衍生出的各种标准将会使传输码流及节目码流的方式更加趋于合理，视觉效果方面实现交互性动态图像的设置及自然物体与人造物体的相互融合。在这样的参考标准规定下，大体积的文件压缩率变得更高，图像的清晰度有了明显增强。

2.2 源编码中的码率压缩

在MPEG-2的作用下，数字电视图像码率压缩技术得到了很大的发展，解决了动态化图像伴音过程中的相关问题。这种视频及音频压缩标准在信号传输、存储媒体、卫星电视等方面起着重要的保障作用，对于人的视觉效果、听力范围等作了详细的说明，有效地减少了空间冗余度。这种标准下相关技术的综合运用，降低了数字电视信号码率，增强了信号的传输质量。MPEG-2中不同编码方式的综合运用，可以实现对编码图像的精细化处理。当数字电视中的图像视频及音频信号源编码采用MPEG-2标准码率压缩后，保证了系统正常运行中显示的信息与经过压缩后的基本码流之间高度的吻合性，提高了节目码流及传送码流的传输效率。当误差影响范围较小时，可以选择PS码流。经过信道处理的都是TS码流，它的固定程度相对固定，总字节为188。这种长度的设置方式保证了信道动态分配的效果，简化了相关设备接收信号的工作流程[2]。

2.3 信道调制中的码率压缩

当TS码流进入信道开始处理后，为了增强码流的传输质量，需要做好各种码的变换工作。在这样的传输机制影响下，信道调制中的码率很可能增加，并带来一定的冗余度。这样的举措有利于降低误码率，增强信号的传输质量。一般情况下，外码编码在应对突发纠错状况时的反应速度较快，可以正确地处理与误码相关的问题。信道调制中常用的交织技术主要是为了增强RS码的纠错能力，突出的特点是提高纠错效率的同时而不增加冗余度。在数字电视信道调制码率压缩过程中，为了提高系统的纠错能力，减少码流的冗余度，将传输带宽控制在合理的范围内，可以充分地发挥信道调制技术的相关作用[3]。

在信源编码的过程中，为了使压缩码率达到设计方案的具体要求，可以使用信道调制的方式。这种调制方法提高了频谱的利用效率，扩大了频谱资源的应用范围。通过这样的调制方式，相同频带内的码流传输效率更高，对于频谱资源的利用更充分。在信道调制中的码率压缩过程中，调制技术的选择需要根据信道实际的概况决定。

3 结语

数字电视码率压缩技术在使用的过程中，应该明确压缩目标，根据有效的压缩机制展开必要地操作，完善数字电视的各项服务功能。压缩过程中视频或者音频压缩格式的差异性，对于不同层的兼容性影响很大，需要对相关的转换器有着一定的认识。文中通过对不同码率压缩技术的分析，强调了选择最佳压缩技术的重要性。同时，充分地了解不同压缩技术的应用范围，可以有效地增强这些技术的适用性[4]。

[1]吴春花.DVB-C传输系统关键技术研究及其误码分析[D].上海：华东理工大学，2014.

[2]张贤国.基于背景模型的监控视频编码研究[D].北京：北京大学，2013.

[3]谢超.自适应变换在视频压缩中的应用[D].北京：北京工业大学，2014.

[4]史钦文.数字卫星广播系统研究及接收机逻辑模块实现[D].成都：成都理工大学，2012.

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1009-6434（2016）03-0074-01