視像通信

視像通信

視像通信(video communication)是指實時傳送連續活動圖像信號的通信方式。

信源所發出的信息經變換器變換和處理後,送往信道上傳輸的是模擬信號的通信系統稱為模擬通信系統。與模擬通信對應,信源所發出的信息經變換和處理後,送往信道上傳輸的是數位訊號的通信系統稱為數字通信系統。

視像通信就是通過將圖像模擬信號轉為數位訊號,再將數位訊號在信道上傳輸,同時再轉換為圖像模擬信號,這個過程實時性,就實現了視像通信。

中文名稱視像通信
英文名稱video communication
定  義實時傳送連續活動圖像信號的通信方式。
套用學科通信科技(一級學科),通信原理與基本技術(二級學科)

基本介紹

  • 中文名:視像通信
  • 外文名:video communication
  • 定  義:傳送連續活動圖像信號的通信方式
  • 套用學科:通信科技,通信原理與基本技術
視像通信的概念,視像通信的原理,

視像通信的概念

視像通信(video communication)是指實時傳送連續活動圖像信號的通信方式。
信源所發出的信息經變換器變換和處理後,送往信道上傳輸的是模擬信號的通信系統稱為模擬通信系統。與模擬通信對應,信源所發出的信息經變換和處理後,送往信道上傳輸的是數位訊號的通信系統稱為數字通信系統。在傳送端聲/電變換設備將語聲變換為模擬電信號,模/數變換設備將模擬電信號變換成數位訊號,數位訊號通常是採用二進制信號形式送至信道傳輸。在接收端,數位訊號再經數/模變換和電/聲變換還原成聲音,送給接收者。
視像通信就是通過將圖像模擬信號轉為數位訊號,再將數位訊號在信道上傳輸,同時再轉換為圖像模擬信號,這個過程實時性,就實現了視像通信。
多路信號互不干擾地沿同一條信道傳輸稱為多路復用。多路復用是提高傳輸信道利用率的主要方法。多路復用的方法主要有頻分多路復用和時分多路復用。頻分多路復用的方法主要用於模擬通信,時分多路復用的方法主要用於數字通信。
時分多路復用利用了信號的時間離散性,也就是使各路信號在不同的時間占用信道進行傳輸,在接收端由不同的時間取出對應的信號。具體來說,把時間分成均勻的時間間隙,將每路信號的傳輸時間分配在不同的時間間隔內,達到各路互相分開的目的。
模擬通信中,為保證接收信號有一定的幅度,需要及時將傳輸信號放大,但與此同時疊加於信號上的噪聲也被放大。由於模擬信號的幅度值是連續的,就很難把與信號處於同一頻帶內的噪聲分開。隨著傳輸距離的增加,噪聲積累越來越大,將使傳輸質量嚴重惡化。
在數字通信中,由於數位訊號的幅度值為有限個數的離散值(通常取兩個幅值),在傳輸過程中收到噪聲干擾雖然也要疊加噪聲,但當信噪比還沒有惡化到一定程度時,即在適當的距離,採用再生的方法即可消除噪聲干擾,將信號再生成原傳送的人信號。因此,數字通信方式可做到無噪聲類,故可實現長距離、高質量的傳輸。
信息傳輸的安全性和保密性越來越受到重視,數字通信的加密處理比模擬通信更容易實現。以語聲數位訊號為例,經過數字變換後的信號就可以用簡單的數字邏輯運算進行加密處理。
數位訊號本身可以很容易用離散時間信號表示,在兩個離散時間之間可以插入多路離散時間信號以實現時分多路復用。

視像通信的原理

信息是自然界物質運動總體的一個重要方面,人們只有獲得各種各樣的有關信息,才能更好認識世界和改造世界。圖像信息是人類獲得外界信息的主要來源。經過調查研究,科學家發現外界大約有60%的信息是通過人眼獲得的,由聽覺獲得20%的信息,依靠觸覺獲得15%的信息,其它感覺器官獲得約5%的信息,而人眼獲得的信息都是圖像信息,由此可見圖像信息的重要性。
預測編碼(Predictive Coding)是數據壓縮技術的一個主要分支,其理論是建立在現代統計學和控制論基礎上的。預測編碼有線性預測和非線性預測兩類,在一幅圖像內進行的預測稱為幀內預測編碼,在多幅圖像之間進行的預測稱為幀間預測編碼。預測編碼是基於圖像數據的空間和時間的冗餘特性,用相鄰的已知像素來預測當前像素的取值,然後再對預測誤差進行量化和編碼。預測編碼的關鍵在於預測算法的選取,這與圖像信號的機率分部很有關係。實際工作中根據大量的統計結果採用簡化的機率分布形式來設計最佳的預測器,有時還使用自適應預測器以較好的描述圖像信號的局部特性,提高預測效率。因為是對差值進行編碼,所以把這種方法稱為差值脈衝編碼調製(DPCM)。
對於電視信號編碼而言,待編碼的是一個圖像序列。在對這樣的信號進行預測時可以利用前後幀之間在時間上的相關性,即圖像數據的時間冗餘來進行數據壓縮,可以獲得比幀內預測編碼高得多的壓縮比,這就是所謂的幀間預測。最特殊的例子是電視中正在演講人的圖像序列:相鄰幀之間可能只有由演講人的頭、眼和嘴部的微小變動而引起的細微差別。進行幀間預測要有幀存儲器。隨著大規模積體電路技術的發展,幀存儲器的容量變得越來越大,也越來越經濟,而單純使用幀內預測發展到一定程度後,壓縮比呈現飽和趨勢。這些都使得幀間預測編碼有了更快的發展。幀間預測編碼已經成為會議電視和可視電話壓縮編碼的主要方法,在視頻圖像編碼中占有很重要的地位。幀間預測編碼方法一般是針對圖像塊的預測編碼,它採用的技術有幀重複法、閥值法、幀內插法、運動補償法和自適應交替幀內/幀間編碼法等。

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