|
Цифровое кодирование телевизионного сигнала (часть 2) |
Отсюда вытекает принцип кодирования сигнала с предсказанием: передача в каждом отсчете не истинного значения элемента, а коди-
Рис. 5.9..Структурная схема системы с предсказанием
рованнои разности между истинным значением и предсказанным, называемой ошибкой предсказания. Логично ожидать, что в сигнале ошибки содержится меньший объем информации, чем в полном отсчете.
Чтобы сформировать сигнал ошибки е(пТ), на передающем конце системы устанавливаются устройство предсказания, такое же, как и на приемном конце, и вычитающий каскад. На рис.5.9 вместо последнего изображено суммирующее устройство, на входы которого подаются истинное значение отсчета и(пТ) и его приближенно предсказанное значение и(пТ) со знаком "минус". Сигнал ошибки е(пТ), содержащий в общем случае меньший объем информации по сравнению с сигналом и(пТ), будучи принят на другом конце системы, складывается в суммирующем устройстве с предсказываемым значением и(пТ). В результате на приемном конце восстанавливается истинное значение сигнала и(пТ).
Из принципа работы системы с предсказанием следует, что чем точнее предсказывается сигнал и(пТ), тем меньше диапазон изменения сигнала ошибки е(пТ), тем меньшим числом бит может быть он передан, а значит, кодирование будет с этих позиций более эффективным.
В простейшем случае в качестве предсказанного значения можно использовать значение предыдущего отсчета. Тогда "предсказатель" реализуется в виде задержки сигнала на время передачи одного элемента изображения. Указанный приём предсказания на первый взгляд не дает сокращения избыточности. Ведь сигнал ошибки е(пТ) при таком предсказании может принимать любые значения, вплоть до максимальных амплитуд самого сигнала и(пТ), да еще при этом меняя знак (разность между и(пТ) и и(пТ) может быть положительной и отрицательной). Однако, несмотря на увеличенный динамический диапазон, сигнал ошибки распределяется внутри него не равновероятно. Вероятность его распределения аппроксимируется экспоненциальной функцией с максимумом вероятности вокруг нуля и быстрым спадом вероятности для значений, отличных от него. Следовательно, сигнал ошибки с достаточно высокой достоверностью может быть проквантован значительно меньшим числом уровней, чем исходный отсчет. Это и обеспечивает экономию в объеме передаваемой информации.
|
