视频压缩和MPEG降噪技术

理论上，数字电视(DTV)画面品质优于传统的模拟电视，没有鬼影、雪花、颤动和色彩失真等等问题。而且，模拟电视信号正如可以论证的那样，最大的缺陷就是画面斑点甚多，且因为对高频信号响应不足而导致画面不够细腻，简单地说，就是带宽不够。图像越细致，分辨率就越高，所需要的带宽就越大。 很久以前，美国官方就把可用频谱中的每6MHz带宽分配给美国广播公司的每一个频道以提供模拟电视信号，这种对视频带宽的限制及其对应的显示标准（NTSC色彩空间），就决定了传统电视机的特征，并在几十年时间里决定了电视画面的质量。

随着数字电视的出现，广播公司看到了能更充分地利用其分配的带宽的机会。的确，从他们的角度来看，数字电视最突出的优点莫过于容许在同样的带宽内传输更多的频道，并且同样能支持后续的高清晰度电视节目(HDTV)

冗长的数据

HDTV对技术的要求非常高。传统传播模拟

信号的NTSC信号在一个频道6MHz带宽内

最低要使用4.2MHz的带宽，并以29.97Hz

的场频扫描525线。经过数字量化和编码压

缩之后，该信号可以被记录在DVD上，其

位传输bit率从2Mbits/s到10Mbits/s（支持

自适应），平均为4Mbits/s。比较而言，典

型的HDTV具有5倍于模拟TV的分辨率。

因此在同样条件下，传输数据率应该是模拟

信号的5倍才能达到同样的性能。 带宽的限制

无论是传统的空中广播(OTA)、有线电视公司的机顶盒，还是卫星电视，他们都在传输信号时受到带宽的制约，在受限的带宽上他们还要附加占用带宽的服务，包括互动广播、收费频道和电视节目表等等。

那么，怎样才能解决问题呢？采用压缩技术是一种办法。

数字视频压缩引起失真

目前最常用的数字视频压缩算法是MPEG-2。从现有的卫星电视传输、有线数字电视传输到空中数字广播，MPEG-2在各种应用中已经被国际上广为采用。 MPEG-2首先通过运动补偿去除时间冗余，然后将一帧图像分割成一个个8x8的相素点阵，在每个点阵内使用DCT（离散余弦变换）去除空间冗余。DCT完成后通过量化和重组后压缩就完成了，然后进行可变长编码，最后进行霍夫曼编码。整个压缩过程极大的减少了比特率（>10:1压缩比

然而，比特率的减少也带来了问题，因为编码损失了一些原始的视频信息，有可能引起严重的负作用，所以，MPEG-2被称为有损编码。它丢弃了被认为视觉上较为次要的图像信息。压缩得越大，编码后的图像与原始图像的差异就越大。图像质量和逼真度现在取决于所选择的(或通常是施加的)压缩级别。因为它直接与可用带宽相关，我们必须问问自己，什么时候才不出现过度的视频压缩呢？

看得见的失真

在数字信号传输中的带宽限制以及过分的图像压缩，使压缩后的图象完全不同于模拟世界看到的图像。

通常，模拟图像变差(或噪声)经常是以高斯噪声的形式出现，该噪声的优点是它会保留基本的内容并且因为人眼视觉缺陷而不易被发觉。我们常常会看到那些有些模糊而让人不那么舒服的模拟图像，但是，这并不会让人觉得明显的反感。