betacam-sx与视频广播的数字化进程
S0=A⊕B⊕C⊕D⊕E⊕P⊕Q=0
S1=a7A⊕a6B⊕a5C⊕a4D⊕a3E⊕a2P⊕aQ=0
当接收到的符号有错时,通过计算可以得到与符号有关的错误信息,举例如图二所示。此时有错的码用加撇表示,S0是错误码,真正的D=D’+S0=101⊕001=100,错误的位置将由S1与S0的关系决定。S1和S0是同一个错误的不同的码,由于S1是由乘an次方的各接收符号模2加得到的,因此S1/S0=ak的k恰好是乘2n的那一个符号。
为了纠正一个符号错,要2个符号的检测码,一个用来确定位置,一个用来纠错,纠t个错误需要2t个检验符,这时要计算2t个等式,确定t个位置和纠t个错,能纠t个符号的RS码生成多项式为:
g(x)=(x+a0)(x+a1)(x+a2)…(x+a2t-1)
如果由某种方式预先知道哪一个符号出错,则可以用同样数量的检验符纠正同样数量的错误符号。
另外,为了适应不同的码组长度可使用截短的RS码,例如DVB和GA。GA采用RS(207,187,10),即分组码符号长度为207个,187个信号符号,可检出207-187=20个错,可纠正(207-187)÷2=10个错。该码就是从RS(255,235,10)码截短而得到的,实际上可以看成255个符号中除207个有具体的值外,剩余的48个符号全部添零,可以用同样的电路进行编解码。
在DVCPRO、DVCAM、Digital-S格式中视、音频数据的内码组为RS(85. 77)码,检错能力为85-77=8byte,纠错能力为(85-77)÷2=4byte。视频数据的外码组为RS(149. 138),在内码组指出错误位置时能纠错149-138=11byte。音频的外码组为RS(14. 9)码,在内码组指出错误位置时14byte中有不多于14-9=5byte的错误都能得到纠正。而Betacam SX的视频内码组为RS(124. 112)外码组为RS(64. 50),声音的内码组为RS(124. 112)外码组为RS(14. 6),其外码组的纠错能力明显高于其它格式,加上磁迹宽度又比其它格式宽了许多,即使一个GOP中有两根磁迹丢失,误码校正仍可正常进行,其误码校正数据块的组成如图三所示。
三.压缩方面的比较
在压缩方面DVCPRO、DVCAM和Digital-S采用类似于M-JPEG的DV方式(包括DCT、自适应量化、之字形读取游程与可变字长编码),M-JPEG是可以实现对视频图像的实时压缩和解压缩的帧内编码,故不必采取复杂的措施就能实现零帧精度的编辑,但是帧内信息冗余量太小,不能有过大的压缩比,否则会丢失一部分图像数据,影响图像质量,因此数据率较大,不利于高速传输与存储。而SONY的Betacam SX采用MPEG-2压缩方式,即运动图像的帧间编码,它的主要机制是:
1. 消除时间冗余,即利用连续图像各帧之间的相关性以传输帧间小量的差值代替传输邻帧图像的全部信息。
2. 消除空间的冗余和基于人眼视觉特性的量化以压缩待传信息。
3. 利用游程零和变字长编码技术减少所传码率量。
基本的MPEG-2视频压缩系统是由帧内及帧间压缩共同组成的,如图四所示。压缩是从空间冗余的减少开始的,使用帧内部压缩便可以达到此目的。帧内部压缩使用有损和无损的信号处理方法来减少图象中的数据,它不使用任何来自之前或之后的图象信息。另外,在视频信号中还有一种冗余便是时间冗余,对一个给定的图像顺序,帧与帧之间的图像内容通常只有微小的变化,这种帧间的相对图像内容位置的变化是帧间压缩的一个重要组成部分。帧间压缩一般是在未压缩的图象上进行的,是一个无损过程。在图四中稳定帧存储器有一幅完全解析度、完整数据的前一幅图象,在运动补偿区,最能预测当前帧的矢量被计算出来,已预测的帧存储器拥有一个根据前一帧和运动矢量所建立的预测的当前帧,输出的是预测当前帧跟实际的当前帧相减以后的差。如果没有运动或其它变化,当前帧便可得到完美的预测,差分帧的输出为0(极易压缩);当前一帧跟后一帧有点不同时,差分帧仍有少量数据需要压缩。预测帧是从一个被DCT量化、解码后的图象发展而来的。在MPEG-2系统中包含有三种帧结构,即:
· I帧:只包含有帧内编码。
· P帧:是从对I帧或其它P帧进行向前预测而得到的。
· B帧:是从对I帧或其它P帧进行双向预测而得到的。
《betacam-sx与视频广播的数字化进程(第2页)》