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视频信号数字化处理后所带来的信号损伤的种类及特点

时间:2007-1-30栏目:计算机论文

图五 给出了MPEG-2的级. 类. GOP结构以及相应编码的最大输出码率。尽管总共有24种级与类的组合,但其中仅有13种是可用的,这些可用的格式成为MPEG-2的适用点。选择什么样的格式,既要看合适的适用点,又要考虑合适的码率。

视频信号数字化处理后所带来的信号损伤的种类及特点

    对于一个采用MPEG-2作为统一压缩标准的数字电视系统,其中包含信号采集、传输分配、后期制作和播出等重要环节。针对每个环节的工作特点,需要采用不同GOP和不同码率的MPEG-2编码方式,如图六所示。这就存在两个主要问题:(1)各个环节之间仍存在MPEG码流与基带信号之间的重复转换问题。(2)采集和制作须高质量的图

视频信号数字化处理后所带来的信号损伤的种类及特点

    像并能实现帧内编辑,因此采用高码率、短GOP。传输和播出时由于考虑到带宽的限制,采用低码率、长GOP。这样电视信号虽用了同一种压缩标准但仍存在不同GOP和码率转换问题。以码率转换为例,图七显示了转码所带来的质量损伤。它们之间的反复转换同样会对信号产生一定程度的损伤累积。

视频信号数字化处理后所带来的信号损伤的种类及特点

    显然,要实现MPEG的互连必须解决以上两个问题。某些大型厂家已经开始关注这个问题,纷纷提出自己的解决方案。其中比较成熟并应用到成形产品中的方式主要有下面两种,但均未形成统一标准。

通过同步网络传输MPEG码流

SDTI-CP (MPEG ES)
DVB-ASI (MPEG TS)
。通过异步网络(计算机网络)交换文件
MXF(Media exchange File Format 媒体交换文件格式)Pro-MPEG Forum正在讨论此文件交换格式。
AAF打包形式(Microsoft/Avid建议采用)

     我们来着重讨论第一种方式。SDTI-CP是SONY公司提出的用于比特流传输打包的方式,是Serial Data Transport Interface-Content Package的缩写,意为基于内容打包的串行数据传输接口。它已成为SMPTE 326号标准。设计用于MPEG-2视频码流、相关音频、辅助数据及原数据传输。还可用于高速数据和多通道传输。也可用于其它压缩或非压缩比特流传输。它将MPEG码流打包成固定形式的码流。它的应用使得MPEG码流与基带信号之间不存在编解码过程,很好的解决了上述第一个问题。

     对于不同GOP和比特率的MPEG码流转换,如果能有一种转码设备,通过它可以使前期采集、后期制作和节目播出系统基于不同GOP和比特率的MPEG码流有效地连接起来,以避免信号进行GOP、比特率重复转换时,损伤的积累。如何实现呢?我们可以设想一下,这个设备如果能在第一次GOP和比特率转换时,产生一些历史记录,来记录这次转换的一些重要参数,并将参数携带到下一次的转换中去,作为下次转换的参考参数。依此类推。这样在第一次GOP和比特率转换时会产生一个对该次损伤的记录,之后转换的损伤都将被限制在该范围之内,有效的避免了损伤不定性的累积。产生的记录参数应主要有:(1)Picture coding type图象编码类型(2)Q-Matrix参数(3)Motion Vector…etc运动矢量参数。而在MPEG的数据格式定义中,恰恰为这种记录设定了码元组。下面简单用图来表示一下这个过程。

视频信号数字化处理后所带来的信号损伤的种类及特点

视频信号数字化处理后所带来的信号损伤的种类及特点

    目前,不少厂家已经对此做出了反映,不久的将来相信会有相应的产品推出。这样就能很好的避免数字电视信号在电视系统各环节之间交换时,因编码方式不同而造成的编码损伤的相互累积,实现图质量的提高。

四 数字化与高质量

     图像质量始终作为评判广播电视行业的一个重要技术标准。在广播电视行业逐渐数字化的今天,PAL制下的模拟失真被简单地改变成有损压缩编码的失真。而正是这些编码过程决定了最后的图像质量。一个数字传输信道,仅仅是简单地将输入信号的固有质量传送到别的地方。对一个工

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