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1、压缩分类压缩分类数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术无失真压缩用于文本压缩、要求无失真的静止图象压缩对一般图象的压缩比不大于2高保真压缩用于要求较高的医学、军事、航天等领域，一般压缩比不大于10大压缩比压缩用于运动图象、数据库数据存储等领域，一般压缩比在20倍以上第1页/共99页数据压缩技术简介数据压缩技术简介压缩的可行性统计的冗余(数学意义上的冗余)感知能力的局限(心理学意义上的冗余)运动图象中的冗余空间上的冗余时间上的冗余压缩的极限数学上：信息熵差别的感受性：韦伯定律、心理学模型数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术第2页/共99页真彩色图象真彩色图象256256色图
2、象色图象感知能力限制感知能力限制(1)(1)数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术第3页/共99页真彩色图象真彩色图象256256色色1/41/4采样率图象采样率图象 感知能力限制（感知能力限制（2 2）数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术第4页/共99页主流压缩方法主流压缩方法预测一维：DPCM二维：块预测、模型匹配变换编码(FFT、DCT、Wavelet等)量化(标量、矢量、LZW)统计编码Huffman、算术编码分形数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术第5页/共99页预测技术预测技术缩小了值的范围压缩效果依赖于预测模型和量化技术一维信号预测：f(t)=g
3、(t)+e(t)f(t)输入信号g(t)预测信号e(t)误差值对输入信号的编码转化为对误差的编码数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术第6页/共99页预测技术预测技术(2)(2)二维信号预测：A AB BC CD DX X前一行前一行当前行当前行三维信号预测：运动向量运动向量数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术第7页/共99页变换编码变换编码选择正交变换，频率分辨率换取空间分辨率常用的变换编码FFT,DCT,Wavelet,哈德码易于快速计算数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术第8页/共99页量化量化(1)(1)0 0m m7 76 65 54 43 32 2
4、1 1标量量化标量量化数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术第9页/共99页量化量化(2)(2)720X576图象有414720个象素24bits真彩色可以表达16777216个不同颜色矢量量化矢量量化数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术第10页/共99页统计编码统计编码5个不同事件W1,W2,W5,需要3bits平均码长平均码长=0.6*1+0.2*2+0.1*3+0.05*4+0.05*4=1.7bits=0.6*1+0.2*2+0.1*3+0.05*4+0.05*4=1.7bitsW W1 10.60.60.60.60.60.60.60.60 0W W2 20.20
5、.20.20.20.20.20.40.41 1W W3 30.10.10.10.10.20.2W W4 40.050.050.10.1W W5 50.050.051 10 01 11 10 00 00 010101101101110111011111111数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术数据压缩技术第11页/共99页内容提要内容提要数据压缩技术 MPEG-2DVB第12页/共99页MPEGMPEG的的沿革沿革从JPEG到MPEG1993年通过MPEG-1标准(ISO-11172)，目标是支持VHS分辨率水平的数字节目传输、存储和播放1994年通过MPEG-2标准(ISO-13818)，目标
6、是支持从VHS分辨率水平直至高清晰度电视水平的传输、存储和播放1999年通过MPEG-4标准正在制定MPEG-7、MPEG21标准MPEG-2MPEG-2MPEG-2MPEG-2第13页/共99页MPEG-2MPEG-2标准的组成标准的组成系统(ISO 13818-1)视频(ISO 13818-2)音频(ISO 13818-3)MPEG-2MPEG-2MPEG-2MPEG-2第14页/共99页MPEG-2MPEG-2系统系统通用的码流传输和存储机制允许定义私有数据、支持扩展系统流分类节目流考虑很好的信道条件，误码损失较大传输流考虑较差的信道条件，误码损失较小MPEG-2MPEG-2MPEG-2
7、MPEG-2第15页/共99页MPEG-2MPEG-2视频视频算法的易实现与效果的折衷考虑了与MPEG-1的兼容性针对不同应用分成不同的类(Profile)和级(Level)MPEG-2MPEG-2MPEG-2MPEG-2第16页/共99页MPEG-2MPEG-2音频音频支持5.1路声道支持多语种压缩方法采用心理学模型利用子带编码利用差帧非均匀量化MPEG-2MPEG-2MPEG-2MPEG-2第17页/共99页MPEG-2MPEG-2适用范围适用范围作用框架压缩方法传输广播（音、视频）交互(电视会议、点播服务)存储存储媒体、图象数据库MPEG-2MPEG-2MPEG-2MPEG-2第18页/
8、共99页MPEG-2MPEG-2批判批判商业利益的折衷技术手段的迁就图象只是二进制串缺乏理解、难以交互压缩比远未到达理论、技术的极限8X8 DCT、有限范围MEMPEG-2MPEG-2MPEG-2MPEG-2第19页/共99页内容提要内容提要数据压缩技术MPEG-2 DVB第20页/共99页DVBDVB标准概况标准概况DVBDVBDVBDVB第21页/共99页DVBDVBDVBDVB第22页/共99页我国目前数字卫星压缩电视节目现我国目前数字卫星压缩电视节目现状状StationStationFreq(MHz)Freq(MHz)SR(Msps)SR(Msps)SatelliteSatellite
9、河南河南青海青海福建福建江西江西辽宁辽宁广西广西陕西陕西安徽安徽江苏江苏3706(H)3706(H)3713(H)3713(H)3720(H)3720(H)3727(H)3727(H)3734(H)3734(H)3806(V)3806(V)3813(V)3813(V)3820(V)3820(V)3827(V)3827(V)4.424.424.424.424.424.424.424.424.424.424.424.424.424.424.424.424.424.42Asiasat2Asiasat2Asiasat2Asiasat2Asiasat2Asiasat2Asiasat2 Asiasat2
10、Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2Asiasat2StationStationFreq(MHz)Freq(MHz)SR(Msps)SR(Msps)黑龙江内黑龙江内蒙蒙广东广东湖南湖南湖北湖北北京北京山西山西中央中央新疆新疆3834(V)3834(V)3827(H)3827(H)3840(H)3840(H)3847(H)3847(H)3854(H)3854(H)12329(V)12329(V)3716(V)3716(V)4120(H)4120(H)4.424.428.48
11、.44.424.424.424.424.424.426.936.936.936.9319.8519.8527.527.5Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2 Asiasat2Asiasat2Pas2Pas2Apstar1aApstar1aSatelliteSatelliteDVBDVBDVBDVB第23页/共99页DVBDVB标准的组成标准的组成DVB-SDVB-SDVB-SDVB-SDVB-CDVB-CDVB-CDV
12、B-CETS 300 421 Digital broadcasting systems for television,sound and data services;Framing structure,channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite servicesETS 300 429 Digital broadcasting systems for television,sound and data services;Framing structure,channel coding and modulation for cable
13、 systemsDVBDVBDVBDVB第24页/共99页DVBDVB标准的组成标准的组成(续续1)1)DVB-TDVB-TDVB-TDVB-TDVB-SIDVB-SIDVB-SIDVB-SIETS 300 744 Digital broadcasting systems for television,sound and data services;Framing structure,channel coding and modulation for digital terrestrial televisionETS 300 468 Digital broadcasting systems f
14、or television,sound and data services;Specification for Service Information(SI)in Digital Video Broadcasting(DVB)systemsDVBDVBDVBDVB第25页/共99页DVBDVB标准的组成标准的组成(续续2)2)DVB-TXTDVB-TXTDVB-TXTDVB-TXTDVB-SMATVDVB-SMATVDVB-SMATVDVB-SMATVETS 300 472 Digital broadcasting systems for television,sound and data s
15、ervices;Specification for conveying ITU-R System B Teletext in Digital Video Broadcasting(DVB)bitstreamsETS 300 473 Digital broadcasting systems for television,sound and data services;Satellite Master Antenna Television(SMATV)distribution systemsDVBDVBDVBDVB第26页/共99页DVBDVB标准的组成标准的组成(续续3)3)DVB-MSDVB-
16、MSDVB-MSDVB-MS DVB-MCDVB-MCDVB-MCDVB-MCETS 300 748 Digital broadcasting systems for television,sound and data services;Framing structure,channel coding and modulation for Multipoint Video Distribution Systems at 10 GHz and aboveETS 300 749 Digital broadcasting systems for television,sound and data s
17、ervices;Framing structure,channel coding and modulation for Multipoint Video Distribution Systems below 10 GHzDVBDVBDVBDVB第27页/共99页DVBDVB标准的组成标准的组成(续续4)4)DVB-MPEGDVB-MPEGDVB-MPEGDVB-MPEGDVB-MDVB-MDVB-MDVB-MDVB-IRDIDVB-IRDIDVB-IRDIDVB-IRDIETR 154 Digital broadcasting systems for television;Implementa
18、tion guidelines for the use of MPEG-2 systems;Video and audio in satellite and cable broadcasting applicationsETR 290 Measurement guidelines for DVB systemsprEN 50201 Interface for DVB-IRDsDVBDVBDVBDVB第28页/共99页DVBDVB标准的组成标准的组成(续续5)5)DVB-CSDVB-CSDVB-CSDVB-CSDVB-SIMDVB-SIMDVB-SIMDVB-SIMDVB-CIDVB-CIDVB
19、-CIDVB-CIETR 289 Digital Video Broadcasting(DVB);The Common Scrambling system descriptionTS 101 197 Digital Video Broadcasting(DVB);Technical specification of SimulCrypt in DVB systemsprEN 50221 Common Interface Specification for Conditional Access and other Digital Video Broadcasting Decoder Applic
20、ationsDVBDVBDVBDVB第29页/共99页DVBDVB标准的组成标准的组成(续续6)6)DVB-DataDVB-DataDVB-DataDVB-DataDVB-PIDVB-PIDVB-PIDVB-PIDVB-SubDVB-SubDVB-SubDVB-SubprTS 101 192 Digital Video Broadcasting(DVB);Specification for the transmission of data services in DVB bitstreamsprEN 50083-9 Interfaces for CATV/SMATV Headends and
21、similar Professional EquipmentprETS 300 743 Digital broadcasting systems for television,sound and data services;Subtitling systemsDVBDVBDVBDVB第30页/共99页DVBDVB标准的组成标准的组成(续续7)7)DVB-RCCDVB-RCCDVB-RCTDVB-RCTETS 300 800 Digital Video Broadcasting(DVB);DVB interaction channel for Cable TV distribution syst
22、em(CATV)ETS 300 801 Digital Video Broadcasting(DVB);DVB interaction channel through the Public Switched Telecommunications System(PSTN)/Integrated Services Digital Network(ISDN)DVBDVBDVBDVB第31页/共99页DVBDVB标准的组成标准的组成(续续8)8)DVB-NIPDVB-NIPDVB-RCCSDVB-RCCSETS 300 802 Digital Video Broadcasting(DVB);Netwo
23、rk Independent Protocols for DVB Interactive ServicesETS 300 803 Digital Video Broadcasting(DVB);DVB interaction channel for Satellite Master Antenna TV distribution systems(SMATV)DVBDVBDVBDVB第32页/共99页DVBDVB标准的组成标准的组成(续续9)9)DVB-PDHDVB-PDHDVB-SDHDVB-SDHDVB-ATMDVB-ATMETS 300 813 Interfacing to PDH net
24、worksETS 300 814 Interfacing to SDH networksETS 300 815 DVB interfaces to ATM networksDVBDVBDVBDVB第33页/共99页DVBDVB标准的组成标准的组成(续续10)10)DVB-MHPDVB-MHPETSI TS 101 812 Multimedia Home Platform Specification 1.0DVBDVBDVBDVB第34页/共99页 DVB-SI 第35页/共99页概述概述SI-Service Information前端系统提供服务、事件信息的渠道接收端根据该信息进行自动配置兼容
25、PSI，比PSI提供更多的信息调谐、信道解码等提供一种实现EPG的方式第36页/共99页Bouquet SatelliteTransponder1Transponder2Transponder3TransponderTCableChannel1Channel 2ChannelCTerrestrialChannel1Channel2ChannelCService 1Service2Service3ServiceSVideoAudio 1Audio 2DataService1Service 2ServiceSService1Service 2ServiceSNetworksMultiplexesS
26、erviceComponents第37页/共99页相关标准相关标准1 ISO/IEC 13818-1:Information Technology-Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio Recommendation H.222.0(systems).2 ISO 3166:Codes for the representation of names of countries.3 ISO 639.2:Code for the representation of names of languages.4 EBU SPB 492(1
27、992):Teletext specification(625 line Television Systems).第38页/共99页相关标准（续）相关标准（续）5 ISO 8859:Information processing-8-bit single-byte coded graphic character sets,Latin alphabets.6 ETR 162:Digital Video Broadcasting(DVB);Allocation of Service Information(SI)codes for DVB systems.7 ETR 211:Digital Vide
28、o Broadcasting(DVB);Guidelines on implementation and usage of Service Information(SI).第39页/共99页相关标准（续）相关标准（续）8 ISO/IEC 10646-1:Information Technology-Universal Multiple-Octet Coded Character Set(UCS)-Part 1:Architecture and Basic Multilingual Plane.9 ISO/IEC 6937:Information Technology-Coded graphic
29、 character set for text communication Latin alphabet.10 ETR 289:Digital Video Broadcasting(DVB);Support for use of scrambling and Conditional Access(CA)within digital broadcasting systems.第40页/共99页相关标准（续）相关标准（续）11 IEC CD-100C/1883:Parts 1 and 4 Digital Interface for Consumer Electronic Audio/Video E
30、quipment.12 ETR 154:Digital Video Broadcasting(DVB);Implementation guidelines for the use of MPEG-2 Systems,Video and Audio in satellite,cable and terrestrial broadcasting applications.13 IEEE 1394:High Performance Serial Bus.第41页/共99页schedulePATMPEG-2PID=0 0000BATPID=0 0011PMTPMTPID=PTSDTPID=0 0002
31、NITActual transportstreamDVB(mandatory)PID=0 0010NITOther transportStreamDVB(optional)PID=0 0010CATPID=0 0001SDTOther transportStreamPID=0 0011SDTActual transportStreamPID=0 0011EITActual transportStreampresent/followingPID=0 0012EITActual transportStreamschedulePID=0 0012EITOther transportStreampre
32、sent/followingPID=0 0012TDTPID=0 0014RSTPID=0 0013TOTPID=0 0014STPID=0 0010 to 0 0014Time&DateNetworkInformationBouquetAssociationServiceDescriptionEventInformationRunningStatusTimeOffsetStuffing第42页/共99页服务信息描述服务信息描述-PSI-PSI四种类型的表构成PSI信息，PSI信息是复用器必须的信息PAT 节目关联表节目入口点、索引CAT 条件接收表PMT 节目映射表节目、服务及PCR和PID
33、的对应关系NIT 网络信息表第43页/共99页服务信息描述服务信息描述-SI-SI下面的9个表是DVB扩展的进一步对服务和事件进行描述BAT 服务花束（Bouquet）关联表给出花束名和服务列表SDT 服务描述表对服务的描述-服务名、服务提供商EIT事件信息表描述事件的名、开始时间、长度不同的事件可用不同的描述子第44页/共99页服务信息描述服务信息描述-SI-SI（续）（续）RST 事件运行状态表TDT 当前时间和日期的信息描述表TOT 当前时间和当地时间的时差信息表ST 填充表SIT 可选信息表（存储时用）DIT 断续信息表（存储时用）第45页/共99页服务信息表服务信息表所有的表都以数据
34、段的形式插入TS流中不是任何TS需要所有的表除EIT表外，其他所有的表不能被加密段做为语法语义结构将SI表映射到TS流中SI的语法结构应符合MPEG2中定义的私用段的语法第46页/共99页SISI表的表的PIDPID分配分配PAT CAT TSDT reserved NIT,ST SDT,BAT,ST EIT,ST RST,ST TDT,TOT,ST network synchronization reserved for future use DIT SIT 0 x00000 x00010 x00020 x0003 to 0 x000F0 x00100 x00110 x00120 x0013
35、0 x00140 x00150 x0016 to 0 x001D0 x001E0 x001F第47页/共99页 table_id table_id的分配的分配0 x00 program_association_section0 x01 conditional_access_section0 x02 program_map_section0 x03 transport_stream_description_section0 x04 to 0 x3F reserved0 x40 network_information_section-actual_network0 x41 network_info
36、rmation_section-other_network0 x42 service_description_section-actual_transport_stream0 x43 to 0 x45 reserved for future use0 x46 service_description_section-other_transport_stream0 x47 to 0 x49 reserved for future use0 x4A bouquet_association_section0 x4B to 0 x4D reserved for future use0 x4E event
37、_information_section-actual_transport_stream,present/following0 x4F event_information_section-other_transport_stream,present/following第48页/共99页 table_id table_id的分配（续）的分配（续）0 x4F event_information_section-other_transport_stream,present/following0 x50 to 0 x5F event_information_section-actual_transpo
38、rt_stream,schedule0 x60 to 0 x6F event_information_section-other_transport_stream,schedule0 x70 time_date_section0 x71 running_status_section0 x72 stuffing_section0 x73 time_offset_section0 x74 to 0 x7D reserved for future use0 x7E discontinuity_information_section0 x7F selection_information_section
39、0 x80 to 0 xFE user defined0 xFF reserved第49页/共99页NITNIT表的定义表的定义network_information_section()table_id 8 uimsbfsection_syntax_indicator 1 bslbfreserved_future_use 1 bslbfreserved 2 bslbfsection_length 12 uimsbfnetwork_id 16 uimsbfreserved 2 bslbfversion_number 5 uimsbfcurrent_next_indicator 1 bslbfse
40、ction_number 8 uimsbflast_section_number 8 uimsbfreserved_future_use 4 bslbfnetwork_descriptors_length 12 uimsbffor(i=0;iN;i+)descriptor()reserved_future_use 4 bslbftransport_stream_loop_length 12 uimsbf 第50页/共99页NITNIT表的定义（续）表的定义（续）for(i=0;iN;i+)transport_stream_id 16 uimsbforiginal_network_id 16 u
41、imsbfreserved_future_use 4 bslbftransport_descriptors_length 12 uimsbffor(j=0;jN;j+)descriptor()CRC_32 32 rpchof第51页/共99页SDTSDT表的定义表的定义service_description_section()table_id 8 uimsbfsection_syntax_indicator 1 bslbfreserved_future_use 1 bslbfreserved 2 bslbfsection_length 12 uimsbftransport_stream_id
42、16 uimsbfreserved 2 bslbfversion_number 5 uimsbfcurrent_next_indicator 1 bslbfsection_number 8 uimsbflast_section_number 8 uimsbforiginal_network_id 16 uimsbfreserved_future_use 8 bslbf第52页/共99页SDTSDT表的定义（续）表的定义（续）for(i=0;iN;i+)service_id 16 uimsbfreserved_future_use 6 bslbfEIT_schedule_flag 1 bslbf
43、EIT_present_following_flag 1 bslbfrunning_status 3 uimsbffree_CA_mode 1 bslbfdescriptors_loop_length 12 uimsbffor(j=0;jN;j+)descriptor()CRC_32 32 rpchof 第53页/共99页EITEIT表的定义表的定义event_information_section()table_id 8 uimsbfsection_syntax_indicator 1 bslbfreserved_future_use 1 bslbfreserved 2 bslbfsecti
44、on_length 12 uimsbfservice_id 16 uimsbfreserved 2 bslbfversion_number 5 uimsbfcurrent_next_indicator 1 bslbfsection_number 8 uimsbflast_section_number 8 uimsbftransport_stream_id 16 uimsbforiginal_network_id 16 uimsbfsegment_last_section_number 8 uimsbflast_table_id 8 uimsbf 第54页/共99页EITEIT表的定义（续）表的
45、定义（续）for(i=0;iN;i+)event_id 16 uimsbfstart_time 40 bslbfduration 24 uimsbfrunning_status 3 uimsbffree_CA_mode 1 bslbfdescriptors_loop_length 12 uimsbffor(i=0;iN;i+)descriptor()CRC_32 32 rpchof第55页/共99页TDTTDT表的定义表的定义time_date_section()table_id 8 uimsbfsection_syntax_indicator 1 bslbfreserved_future_u
46、se 1 bslbfreserved 2 bslbfsection_length 12 uimsbfUTC_time 40 bslbf 第56页/共99页SISI中用到的描述子和其中用到的描述子和其TagTagnetwork_name_descriptor 0 x40 service_list_descriptor 0 x41 stuffing_descriptor 0 x42 satellite_delivery_system_descriptor 0 x43 cable_delivery_system_descriptor 0 x44 Reserved for future use 0 x
47、45 Reserved for future use 0 x46 bouquet_name_descriptor 0 x47 service_descriptor 0 x48 country_availability_descriptor 0 x49 linkage_descriptor 0 x4A NVOD_reference_descriptor 0 x4B time_shifted_service_descriptor 0 x4C short_event_descriptor 0 x4D extended_event_descriptor 0 x4E time_shifted_event
48、_descriptor 0 x4F component_descriptor 0 x50 mosaic_descriptor 0 x51 stream_identifier_descriptor 0 x52 CA_identifier_descriptor 0 x53 content_descriptor 0 x54 第57页/共99页SISI中用到的描述子和其中用到的描述子和其TagTagparental_rating_descriptor 0 x55 teletext_descriptor 0 x56 telephone_descriptor 0 x57 local_time_offset
49、_descriptor 0 x58 subtitling_descriptor 0 x59 terrestrial_delivery_system_descriptor 0 x5A multilingual_network_name_descriptor 0 x5B multilingual_bouquet_name_descriptor 0 x5C multilingual_service_name_descriptor 0 x5D multilingual_component_descriptor 0 x5E private_data_specifier_descriptor 0 x5F
50、service_move_descriptor 0 x60 short_smoothing_buffer_descriptor 0 x61 frequency_list_descriptor 0 x62 partial_transport_stream_descriptor 0 x63 data_broadcast_descriptor 0 x64CA_system_descriptor(note 2)0 x65data_broadcast_id_descriptor 0 x66 Reserved for future use 0 x67 to 0 x7Fuser defined 0 x80