這是一個關于無線通信工程信源編碼介紹ppt，主要介紹了引言、音頻編碼、視頻編碼等內(nèi)容。第六講無線通信的信源編碼 引言 概述信源的原始信號絕大多數(shù)是模擬信號，因此，信源編碼的第一個任務是模擬和數(shù)字的變換，即：A/D，D/A。抽樣率取決于原始信號的帶寬： fc = 2 w，w為信號帶寬抽樣點的比特數(shù)取決于經(jīng)編譯碼后的信號質(zhì)量要求： SNR ＝ 6 L(dB)，L為量化位數(shù)概述（續(xù)）但是，由于傳輸信道帶寬的限制，又由于原始信源的信號具有很強的相關性，則信源編碼不是簡單的A/D，D/A，而是要進行壓縮。為通信傳輸而進行信源編碼，主要就是壓縮編碼。信源編碼要考慮的因素： －發(fā)信源的統(tǒng)計特性。 －傳輸信道引入的損傷，如誤碼。 －受信者的質(zhì)量要求。 理論信源編碼定理： 對于給定的失真率D，總可以找到一種信源編碼方法，只要信源速率R大于R(D)，就可以在平均失真任意接近D的條件下實現(xiàn)波形重建。說明1：R(D)稱為率失真函數(shù)，它是單調(diào)非增函數(shù)，速率越高，平均失真越小。說明2：為了保證在一定速率下的失真，必需采用信源編碼，因而會引入編碼延時，歡迎點擊下載無線通信工程信源編碼介紹ppt哦。

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第六講無線通信的信源編碼 引言 概述信源的原始信號絕大多數(shù)是模擬信號，因此，信源編碼的第一個任務是模擬和數(shù)字的變換，即：A/D，D/A。抽樣率取決于原始信號的帶寬： fc = 2  w，w為信號帶寬抽樣點的比特數(shù)取決于經(jīng)編譯碼后的信號質(zhì)量要求： SNR ＝ 6  L(dB)，L為量化位數(shù)概述（續(xù)）但是，由于傳輸信道帶寬的限制，又由于原始信源的信號具有很強的相關性，則信源編碼不是簡單的A/D，D/A，而是要進行壓縮。為通信傳輸而進行信源編碼，主要就是壓縮編碼。信源編碼要考慮的因素： －發(fā)信源的統(tǒng)計特性。 －傳輸信道引入的損傷，如誤碼。 －受信者的質(zhì)量要求。 理論信源編碼定理： 對于給定的失真率D，總可以找到一種信源編碼方法，只要信源速率R大于R(D)，就可以在平均失真任意接近D的條件下實現(xiàn)波形重建。說明1：R(D)稱為率失真函數(shù)，它是單調(diào)非增函數(shù)，速率越高，平均失真越小。說明2：為了保證在一定速率下的失真，必需采用信源編碼，因而會引入編碼延時。 理論（續(xù)）信道編碼定理： 如果信源速率R小于信道容量C，總可以找到一種信道編碼方法，使得信源信息可以在有噪聲信道上進行無差錯傳輸，即： R  C，無差錯傳輸條件說明1：信道容量C是根據(jù)仙儂定理得到的 C ＝ Wlog2(1+S/N) 說明2：為了保證無差錯傳輸，必需采用信道編碼，因而會引入編碼延時。 理論（續(xù)）信息傳輸定理： 將信源編碼定理和信道編碼定理綜合，就得到信息傳輸定理。即：為保證無差錯傳輸及失真度，必需滿足：C  R(D) 說明1：在一般數(shù)字通信系統(tǒng)中，信源編碼和信道編碼可以分開考慮。信道編碼定理給出無差錯的速率上限，信源編碼定理給出無失真的速率下限。說明2：為了實現(xiàn)理想性能，都要付出延時的代價。 性能指標速率：高速率、中速率、低速率 壓縮比質(zhì)量：客觀評價 主觀評價延時：質(zhì)量和延時的關系 不同業(yè)務對延時的要求復雜性：算法的復雜性及軟硬件實現(xiàn)的復雜性 實現(xiàn)方法波形編碼 將波形直接變換成數(shù)字碼流。特點：比特率較高、解碼后質(zhì)量較高、延時較小�？梢苑譃椋簳r域波形編碼，如PCM、ADPCM、M等；頻域波形編碼，如：子帶編碼（SBC）、自適應變換編碼（ATC）等。參數(shù)編碼 從信源信號的某個域中提取特征參數(shù)，并變換成數(shù)字碼流。特點：比特率較低、解碼后質(zhì)量較低、延時較大。如：各種聲碼器。混合編碼 將以上二種方法混合，特點：以較低的比特率獲得較高的質(zhì)量，延時適中，復雜。如：G723.1，G728，G729，GSM的語音編碼，IS-95的語音編碼等。 音頻編碼 音頻編碼的優(yōu)點 提高傳輸?shù)馁|(zhì)量 便于處理 使用靈活，便于多種媒體（視頻、音頻、文字、數(shù)據(jù)）相結(jié)合應用 易于加密 適合大規(guī)模集成 可靠性高、體積功耗小 價格便宜 音頻編碼的應用壓縮的必要性音頻編碼歷史：數(shù)字電話（1） 波形編碼 PCM原理（37年，法Alec Reeres） 電子管PCM（46年，Bell實驗室） 晶體管PCM（62年，市話擴容，64kb/s） 單片IC PCM（70年代，微波、衛(wèi)星、光纖） 增量編碼原理（46年，法De Loraine） 自適應增量 CVSD（60年代末，軍用，32、16kb/s） Continuously Variable Slope Delta Modulator 連續(xù)變化斜率增量調(diào)制器 其他編碼（70年代，ADPCM、SubBand、ATC、APC等） 在16kb/s以上得到較好的話音質(zhì)量。 特點：話音質(zhì)量好，但編碼速率高。音頻編碼歷史：數(shù)字電話（2） 參數(shù)編碼 波形編碼通道聲碼器（39年，Dudly，二次大戰(zhàn)保密電話） LPC聲碼器（67年，Atal、Schroeder） 同態(tài)聲碼器（69年，Oppenheim） 共振峰聲碼器（71年，Rabiner、Schafer、Elanagan） MBE聲碼器（88年，Griffin、Lim） 波形插值（91年，W.B. Kleijn） 2.4kb/s、1.2kb/s、較好；600-800b/s可懂。特點：編碼速率低，自然度差。  混合編碼器利用線性預測、VQ、A-B-S、感覺加權、后濾波等技術。 多脈沖激勵線性預測（MPELP 1982 Atal、Remde） 規(guī)則脈沖激勵線性預測（RPELP 1985 Deprettere、Kroon） 碼本激勵線性預測（CELP 1985 Manfred、Schroeder、Atal） 8-16kb/s，高質(zhì)量。特點：話音質(zhì)量高、編碼速率低，但算法復雜。 音頻編碼歷史：寬帶語音主要應用于會議電視，相當于調(diào)幅廣播的質(zhì)量  1988年CCITT制定了G.722 標準：SB-ADPCM  1996年左右，美國PictureTel 公司提出PTC－PictureTel Transform Coder  1999年9月發(fā)布：“ITU-T G.722.1 proposed for decision: 7 kHz Audio - Coding At 24 And 32kbit/s For Hands Free Operation In Systems With Low Frame Loss。” 音頻編碼歷史：寬帶音頻主要應用于娛樂與鑒賞，對于重建信號的音質(zhì)有很高的要求，目前采用比特率較高的波形編碼技術進行壓縮。可以直接在時域進行，也可以轉(zhuǎn)到頻域或其他變換域進行。  1982年激光唱盤 (CD: Compact Disk)上市。MD：Mini-Disk，日本索尼公司采用ATRAC－Adaptive Transform Acoustic Coder壓縮技術。 1987數(shù)字音頻磁帶錄音 (DAT: Digital Audio Tape) 問世。 DAB (Digital Audio Broadcasting) 源于歐洲。 音頻壓縮依據(jù) 1) 冗余度時域樣點之間相關（短時、長時）頻域譜的非平坦性（譜包絡、譜離散）統(tǒng)計特性 2) 人耳聽覺特性人耳分辨能力人耳對不同頻段聲音的敏感程度不同，通常對低頻比對高頻更敏感人耳對語音信號的相位不敏感人耳掩蔽效應 Masking Effect … 說明：對人耳聽不到或感知極不靈敏的聲音分量都不妨視為冗余。 可利用聽覺心理特性…。 感覺加權、量化、去除多余分量、后濾波、…。 音頻編碼性能評價（1） 1) 編碼速率（Kbps、Kb/s） 信號帶寬：可懂度、自然度、透明度。 200~3400Hz、50~7000Hz、20~15000Hz、10~20000HZ。 采樣速率：8KHz、16KHz、32KHz、44.1/48KHz…。 編碼位數(shù)R（b/樣點），總速率I（kb/s）。 固定速率及可變速率。 2) 重建語音質(zhì)量客觀評價：信噪比分段信噪比 （一般15dB以上較好，20dB以上相當好）音頻編碼性能評價（2）主觀評價 MOS分（Mean Opinion Score） 5~1分：Excellent、Good、Fair、Poor、Bad 4分：長途通信質(zhì)量 (toll， transparency-電話線) 3.5分：通信質(zhì)量 (communication)  判斷韻律測試DRT（Diagnostic Rhyme Test） 例如：為（wei）、費（fei） 95%以上 優(yōu)秀、85%~94% 良好、75%~84% 中等 65%~74% 差、65% 以下不能接受 判斷可接受度測試DAT（Diagnostic Acceptability Test） 多維因素測試 調(diào)制噪聲參考單位MNRU（Modulated Noise Reference Unit） 量化失真單位QDU（Quantization Distortion Unit） 一次PCM編解碼 音頻編碼性能評價（3） 3) 編解碼延時（ms）  公眾網(wǎng)（25ms）、點對點、廣播、存儲  回聲控制或回聲抵消  正常通話秩序  與重建質(zhì)量關系 4) 算法復雜度  硬件、成本  浮點、定點  MIPS、RAM、ROM 5) 其他  抗隨機誤碼和突發(fā)誤碼能力  抗丟包和丟幀能力  對不同信號編碼能力  級聯(lián)或轉(zhuǎn)接能力 現(xiàn)有標準（1）：寬帶音頻現(xiàn)有標準（2）：寬帶語音現(xiàn)有標準（3）：數(shù)字電話現(xiàn)有標準（4）：數(shù)字電話（續(xù)） PCM：脈沖編碼調(diào)制 ADPCM：自適應差分脈沖編碼調(diào)制 LD-CELP：低延時碼本激勵線性預測編碼 CS-ACELP：共軛結(jié)構代數(shù)碼本激勵線性預測編碼 ACELP：代數(shù)碼本激勵線性預測編碼 MP-MLQ：多脈沖激勵最大似然量化 SB-ADPCM：子帶自適應差分脈沖編碼調(diào)制 LPC-10：線性預測編碼-10 MELP：混合激勵線性預測編碼 CELP：碼本激勵線性預測編碼 RPE-LT：長時間預測規(guī)則脈沖激勵線性預測編碼 VSELP：矢量和激勵線性預測編碼 IMBE：Inmarsat多帶激勵語音編碼 QCELP：Qualcomm碼本激勵線性預測編碼 EVRC：增強型變速率編碼無線通信的語音編碼（1）軍用無線通信 －16 kbps CVSD增量調(diào)制 －4.8 kbps美國軍用電臺標準 無線通信的語音編碼（2）無繩電話 －用于CT-2的ADPCM，32kbps －用于DECT的ADPCM，32kbps 無線通信的語音編碼（3）移動通信 －用于GSM的REP-LTP（長時間預測規(guī)則碼激勵） 13kbps －用于IS-54的VSELP（矢量和激勵線性預測） 8kbps －用于IS-95的QCELP（Qualcomm碼本激勵線性預測） 1.2/9.6kbps 視頻編碼 壓縮的必要性圖象編碼的歷史（1）圖象編碼的歷史（2）現(xiàn)代圖像編碼 小波變換圖像編碼 神經(jīng)網(wǎng)絡圖像編碼 分型圖像編碼 模型基圖像編碼 圖象編碼的依據(jù)圖象編碼的質(zhì)量評價（1）圖象編碼的質(zhì)量評價（2）圖象編碼的質(zhì)量評價（3）DGF紅軟基地