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[图文]中国工程院童志鹏院士漫谈数字电视(实录)

信息。假设无线电通讯由于某种原因中断,这个灯光信号仍然可以提供宇航员重要的生理方面的信息。这就给指挥大厅相关的指挥人员给出重要的情况。

宇航员出舱以前,有工作人员爬到返回舱舱顶上,由工作人员和宇航员先通电话。拍摄到的视频信号通过无线电波传输到直升飞机,再由直升飞机传输到地面的卫星传输站,上传到卫星,再转发到北京指挥大厅。

所以返回舱从火球一直落到地面的全过程,工作人员在宇航员没有出舱以前的全过程以及两个宇航员一个一个先后出舱的过程,以及大家看到两个宇航员举花摇手向全国人民和全世界人民致意的全过程,都是中国具有自主知识产权的第一个地面数字电视的传输系统来完成的。

所以我们国家相关单位在这方面是立了功的,在国际上是没有的。美国宇航员落地都是电视台的记者去现场拍,并不是本身用于搜救活动的全过程。美国没有这个技术,俄罗斯也没有这个技术。
第三方面,我要介绍的,我刚刚从上海回来……。在上海到南京的 D 字头的动车组上,在苏州境内实现了移动电视在快速列车上的收看。苏州境内一共有 9 个点发射。节目是从上海发送卫星上面;然后在 9 个点分别接收下来,分别发射。而在高速列车上收看。在大约 45 分钟行驶约 90 公里的范围内,收看到的图像(还有声音)没有出现中断或者马赛克。一些细节我就不介绍了。

欧洲专家在上海到南京的方向,在上海到无锡的过程中,在苏州境内就看到了移动的电视了。在苏州境内一共有 9 个发射点。


郭桐兴:当时时速是多少?


徐孟侠:最高是一小时 170 公里。参加中欧合作项目“移动和数字广播融合高峰论坛”的欧洲专家看了,就非常惊讶……。有德国的,有荷兰的还有西班牙的专家看了。他们都非常兴奋,因为欧洲没有看过这样的东西,他们第一次看到。他们信服我们中国人的技术比他们好。


童志鹏:他们觉得他们也可以做的,但是他们没有。


徐孟侠:他们的技术没有到这个程度......,我因为参加了这次访谈会,我还来不及跟欧洲人进行 E—mail 的交流,有很多教授。


我现在介绍一下视频压缩原理。音频压缩原理,我先讲一下……比较简单。

音频压缩原理:比如说我们现在说话中间有停顿的时间;而停顿的时间,你就可以不传输。讲话的时候里有长音,或者叫做母音,它的正弦波的比例比较大,容易在时间 T 方向前后做一些处理,用简单的信息就可以表达。我们在话音里面,摩擦音要附加比较多的比特。

视频压缩原理:活动图像因为它有 X 和 Y 空间两个方向,还有时间 T 的方向,有三个方向的压缩,相对容易一点,比声音压缩容易一点。


郭桐兴:声音压缩起来是有一定的难度。


徐孟侠:尤其是交响乐,乐器的品种多,所以难度反而大。人们讲话的时候都有停顿的时间,而一般交响乐总有某一个独奏或者是有些特殊效果,它的音乐是不停的,所以它的难度大。所以在压缩的领域里面,声音压缩比活动图象压缩难。活动图象压缩又比静止图片的压缩要容易一点。


我现在来讲一个活动图象压缩的原理。


郭桐兴:徐老师,对不起,我打断您一下。您说压缩难度最大的是什么?刚才您说了一个图片,一个声音,一个图象,这三者哪个压缩难度最大?


徐孟侠:难度最大的是声音,其次是静止图像压缩,最容易的是活动图像。

我举一个简单的例子就可以说明。中央电视台新闻联播节目,两个广播员坐在那儿,广播员也会讲话。但是大家想想看,他们前面有个桌子,或者叫前景;他们后面还有一个背景。而前景和背景都是不动的。

如果我们把第一个画面和第二个画面做一个减法,那末前景和背景减出来的结果肯定是零。一秒钟重复传输 25 次就浪费了。(童:第一个面需要较多比特进行传输!)

再举一个简单的例子,这是图象压缩里很难的课题,称为“运动补偿”。

假如有一个乒乓球,有一个白色的球,从右下角往左上角方向运动。

因为运动就有一个“运动矢量“;它有长短、有方向。那么当白球运动到第一个画面的时候,这个白球在右下方;而继续运动到第二个面时,它跑到了左上方去了。

这里面有一个运动矢量,比如说叫 DX、DY 或者叫 MV。


现在我们讲,如果不采用运动补偿的技术,把第一个画面跟第二个画面做减法。第一个画面就是前一个画面,第二个画面就是后一个画面。两个面相减的结果是什么呢?

第二个画面有白球的地方和后面的第一画面背景相减肯定不是零。第二个画面的白球是在原来第一个画面背景的位子;两者相减的结果不是零。同样道理,因为第二个画面的背景跟第一个面的白球相减,也不是零。

如果不采用运动补偿的技术,两个地方(第二画面的白球位置和第一面白球位置)相减得到了前后两个白球的位置都不是零。

现在我们已经有特殊的算法和技术,把第二个画面的白球人为的挪到第一个白球的位置。这样两个画面做减法时,全面全是零......,就这么简单。当然实际的情况比起我们描述的情况要复杂得多。

如果面相减以后是大量的零或者是剩下少量的东西,这样的话就可以得到较多的压缩,用较少的比特传输背景和活动的白球。


这就是利用电视图象它的在时间 T 方向有很大的压缩潜力。

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来源:中国哲士网

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