Цифровая обработка ТВ сигналов. Часть 1. Бобрешов А.М - 13 стр.

UptoLike

13
На вход декодера поступает сигнал S
//
(n), прошедший канал связи .
В деквантователе Q
-1
восстанавливается исходное число двоичных разрядов. В
сумматоре происходит формирование выходного сигнала y(n) в соответствии с
соотношением y(n) = p
//
(n) + S
/
(n), где р
//
(n) предсказанное по предыдущим
значениям выходного сигнала его текущее значение.
Рассмотрим формирование в кодере предсказанных значений сигнала
р
/
(n). Важно отметить, что предсказателе в кодере и декодере работают по
идентичным алгоритмам . Квантованный сигнал ошибки предсказания S
//
(n)
поступает во входящий в состав кодера деквантователь Q
-1
, в котором
восстанавливается двоичное число двоичных разрядов. Выходной сигнал
деквантователя в сумматоре складывается с предсказанным значением р
/
(n), в
результате чего формируется сигнал x
/
(n), получающийся в результате
выполнения таких же операций , что и выходной сигнал декодера y(n).
В общем случае предсказанные значения p
/
(n) вычисляются по формуле
),()(
/
1
knxanp
K
k
k
−=
=
(2.1)
где a
k
, k=1 K коэффициенты , характеризующие метод предсказания. Такой
метод называется линейным предсказанием , так как предсказываемые значения
сигнала формируются в виде линейных комбинаций нескольких предыдущих
значений .
Простейший вариант ДИКМ реализуется в случае, когда а
1
= 1, а все
остальные коэффициенты равны нулю . В таком варианте в качестве
предсказанного значения берется предыдущее значение сигнала . При передаче
телевизионного изображения для предсказания значения отсчета можно
использовать корреляционные связи между отсчетами одной строки , соседних
строк и следующих друг за другом кадров. При этом в предсказателях в кодере
и декодере должны быть запоминающие устройства на несколько элементов, на
несколько строк или на несколько кадров, соответственно .
Перейдем к вопросу о помехоустойчивости систем ДИКМ .
Как уже отмечалось, сумматор в кодере выполняет накопление
поступающих на него квантованных значений ошибки предсказания подобно
сумматору в декодере и формирует сигнал x
/
(n) выходному сигналу y(n).
Поэтому в формируемые предсказанные значения p
/
(n) войдут ошибки ,
создаваемые квантователем . Эти ошибки затем вычитаются из входного
сигнала . Благодаря этому не происходит накопления ошибок в квантоватования
в выходном сигнале.
Рассмотрим следующий пример. Пусть квантование осуществляется
путем уменьшения количества разрядов с 8 до 5 , причем старший разряд
используется как знаковый, так как разностное значение может быть как
положительным, так и отрицательным. Тогда величина S
/
(n) может принимать
значения от 15 до 15. Пусть в качестве предсказанного значения используется
предыдущее значение сигнала на входе блока предсказателя . Для сигналов в
кодере можно записать следующие соотношения:
S(n) = x(n) p
/
(n) = x(n) x
/
(n-1);
                                                13
       Н а вход декодера поступает сигнал S//(n), прош едш ий канал связи.
В деквантователе Q-1 восстанавливается исходное число двоичны х разрядов. В
сум м аторе происходитформ ирование вы ходного сигнала y(n) в соответствии с
соотнош ением y(n) = p//(n) + S/(n), где р//(n) – предсказанное по преды дущ им
значениям вы ходного сигнала его текущ еезначение.
       Рассм отрим форм ирование в кодере предсказанны х значений сигнала
 /
р (n). В аж но отм етить, что предсказателе в кодере и декодере работаю т по
идентичны м алгоритм ам . К вантованны й сигнал ош ибки предсказания S//(n)
поступает во входящ ий в состав кодера деквантователь Q-1, в котором
восстанавливается двоичное число двоичны х разрядов. В ы ходной сигнал
деквантователя в сум м аторе склады вается с предсказанны м значением р/(n), в
результате чего форм ируется сигнал x/(n), получаю щ ий ся в результате
вы полнения таких ж еопераций , что и вы ходной сигнал декодера y(n).
       В общ ем случаепредсказанны езначения p/(n) вы числяю тся по форм уле
                         K
               p ′(n ) = ∑ a k x / ( n − k ),                        (2.1)
                         k =1
где ak, k=1… K – коэффициенты , характеризую щ ие м етод предсказания. Т акой
м етод назы вается линей ны м предсказанием , так как предсказы ваем ы езначения
сигнала форм ирую тся в виде линей ны х ком бинаций нескольких преды дущ их
значений .
       П ростей ш ий вариант Д И КМ реализуется в случае, когда а 1 = 1, а все
остальны е коэффициенты равны нулю . В таком варианте в качестве
предсказанного значения берется преды дущ ее значение сигнала. П ри передаче
телевизионного изображ ения для предсказания значения отсчета м ож но
использовать корреляционны е связи м еж ду отсчетам и одной строки, соседних
строк и следую щ их друг за другом кадров. П ри этом в предсказателях в кодере
и декодередолж ны бы тьзапом инаю щ иеустрой ства на несколько элем ентов, на
несколько строкили на несколько кадров, соответственно.
       П ерей дем квопросу о пом ехоустой чивости систем Д И КМ .
       К ак уж е отм ечалось, сум м атор в кодере вы полняет накопление
поступаю щ их на него квантованны х значений ош ибки предсказания подобно
сум м атору в декодере и форм ирует сигнал x/(n) вы ходном у сигналу y(n).
П оэтом у в форм ируем ы е предсказанны е значения p/(n) вой дут ош ибки,
создаваем ы е квантователем . Э ти ош ибки затем вы читаю тся из входного
сигнала. Благодаря этом у непроисходитнакопления ош ибоквквантоватования
ввы ходном сигнале.
       Рассм отрим следую щ ий прим ер. П усть квантование осущ ествляется
путем ум еньш ения количества разрядов с 8 до 5, причем старш ий разряд
используется как знаковы й , так как разностное значение м ож ет бы ть как
полож ительны м , так и отрицательны м . Т огда величина S/(n) м ож ет приним ать
значения от–15 до 15. П устьв качествепредсказанного значения используется
преды дущ ее значение сигнала на входе блока предсказателя. Д ля сигналов в
кодерем ож но записатьследую щ иесоотнош ения:

            S(n) = x(n) –p/(n) = x(n) –x/(n-1);