现代通信网概论 第2版 秦国 第5章 图像通信网络与系统

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1、第5章图像通信网络与系统概述5.1图像通信的关键技术5.2会议电视系统5.3可视电话系统5.45.1概述5.1.1图像信息的特点①图像的直观性强②图像信息的信息量巨大③图像信息的确切性不十分好5.1.2图像通信系统的组成图5-1数字图像通信系统模型数字方式的图像传输系统具有以下几方面的优点。①可以多次中继传输而不致引起噪声的严重积累。②有利于采用压缩编码技术。③易于与计算机技术结合。④通过采用数字通信中的信道编码技术，提高传输中的抗干扰性能。⑤易于采用数字的方法实现保密通信，实现数据隐藏。⑥可以

2、降低功耗，减小体积、重量，提高可靠性，降低成本，便于维护。5.1.3图像通信业务类型（1）点对点的图像通信两个图像终端通过双向通信信道直接相连形成的通信即为点对点图像通信。（2）多点间的图像通信5.1.4图像通信及其网络的发展1．通信的发展趋势2．图像通信发展的“IP”方向3．图像通信发展的“无线”方向4．图像通信及其网络发展的“多媒体”方向5.2图像通信的关键技术5.2.1图像信号数字化技术1．取样、量化和编码2．数字视频格式（1）复合数字视频格式（2）ITU-RBT.601格式5.2.2图像

3、信号压缩技术1．图像信号的统计特性2．空间域预测法3．运动估计4．频率域变换法（1）正交变换（2）离散余弦变换（DCT）5．变长编解码5.2.3网络传输技术1．传输网络（1）公用电话网（2）数字数据网（3）综合业务数字网（4）ATM网（5）计算机网络（6）甚小天线地面站（VSAT）2．数字调制技术（1）数字基带信号模拟图像信号经数字化以后就形成PCM数字基带信号。（2）多相相移键控（mPSK）多相相移键控利用被调制的串行数字基带信号，通过串并变换器处理，形成不同长度比特单位。（3）多电平正交幅度

4、键控（mQAM）在mQAM调制中，载波的相位和幅度各自载荷着调制信息，而且是相互独立的。（4）网格编码调制把编码和调制相结合统一进行设计，即将编码器和调制器当作一个整体来进行设计，这种设计方式就是网格编码调制（TrellisCodedModulation，TCM）。（5）OFDM调制将总的信号带宽划分为N个互不重叠的子通道，N个子通道进行正交频分多重调制，可克服单载波串行数据系统的缺陷。（6）数字VSB调制数字VSB（VestizialSideBand）调制方式输出的是一种使用单个载波、采用幅度

5、调制的、抑制载波的残留边带信号。它可以应用于地面广播和有线电视。5.2.4图像信号编码的国际标准1．H.261标准2．H.263、H.263+标准3．H.264标准4．MPEG-1标准5．MPEG-2标准（通用的活动图像及其伴音的编码）6．MPEG-4标准（视听对象的编码）7．JPEG标准8．JPEG2000标准5.2.5图像通信的硬件技术1．图像数据处理对DSP的要求①处理的数据量庞大②处理的数据量可变、突发性强③在图像通信系统中，同步性、实时性要求高2．高速DSP的常用结构（1）单指令、多数

6、据流（2）分裂算逻部件（3）超长指令字（4）多指令、多数据流3．高速DSP芯片的发展趋势DSP发展的趋势，一是朝着并行化多处理器的方向发展，这可采取以下措施，如增加单片内的各运算单元的并行处理能力；或者在一个芯片内设置多个处理器，使它们可同时并行工作；此外还可以增加芯片之间的协同工作能力，方便地组成多处理器协同工作系统，甚至于组成大型的DSP阵列。5.3会议电视系统5.3.1基于N-ISDN的H.320会议电视系统在基于N-ISDN网络的H.320会议电视系统中，图像通信系统的技术主要包括协议标

7、准、终端组成、组网控制等内容。1．H.320标准图5-2H.320建议终端设备结构图2．终端设备终端设备主要完成以下4项功能。①完成用户视频、音频和数据信号的输入与输出连接与处理。②对数字视频、音频信号进行压缩编解码。③进行信道传输。④系统控制功能。3．时分信道复用（1）信道帧结构（2）FAS，BAS和ECS信号4．组网过程和控制（1）组网过程①初始呼叫连接②公共通信模式的建立③动态模式切换或转移④强制模式⑤呼叫转移⑥会议的终结和拆线（2）组网控制从会议电视的召开到结束，除了正常的用户信息的传输

8、以外，还离不开各种通信控制和指示信号的传输。由于会议电视是在不同的数字通信网上传输的，因而在会议电视终端之间有两类控制信号，即所谓“带内信令”和“带外信令”。带外信令就是数字传输网络本身为了正常工作而设置的控制和指示信号。5．MCU和多点会议电视网（1）网络接口图5-3数字接口点示意图（2）MCU的作用①时钟和通信控制②码流处理③MCU的端口和连接（3）网络拓扑结构图5-4星型配置的会议电视网络示意图（4）多点会议的控制方式①语音控制方式②主席控制方式③演讲人控制方式④导演控制方式5.3.2基于