通信技术中的音视频压缩编码

音视频信号数字化后所产生的数据速率相当大，例如一分钟的双声道立体声.采样频率为11.025kHz，8bit量化，其数据速率达176.4kbit/s，存储容量需要1.323MB，而数字化激光唱盘的CD-DA红皮书标准是采用44.1kHz采样，16bit量化，双声道一分钟其存储容量达10.584MB。
视频信息数字化后数据量更大，以分量编码的数字视频信号为例，其数据率高达216Mbit/s，在此情况下，1小时的电视节目需要近80GB的存储容量，要远距离传送这样一路高速率的数字视频信号，通常要占用108~216MHz的信道带宽，显然这样大的数码率在现有的数字信道中传输或在现有的媒体上存储，其成本是十分昂贵的。因此为了提高信道利用率和在有限的信道容量下传输更多的信息，必须对音视频数据进行压缩。
一、数据压缩的理论依据
在数据压缩技术中Shannon所创立的信息论对数据压缩有着极其重要的指导意义，它一方面给出了数据压缩的理论极限，一方面指明了数据压缩的技术途径。
由信息论基础知识可知信源概率分布越均匀其熵越大；反之其熵越小。离散无记忆信源只要其概分布不均匀就存在着信息的冗余，因而就存在着数据压缩的可能性。而信源压缩编码的基本途径之一，就是在一定信源概率分布条件下，尽可能使编码平均码长接近于信源的熵，减少冗余信息。
信源往往并不是无记忆的，其前后出现的信源符号常常具有一定的相关性。两信源符号间的相关性越大，冗余也越大，因此，数据压缩的另一个基本途径则是去除信源中各信源符号间的相关性。
二、限失真压缩编码
由信息论基础知识可知，信源冗余来自信源本身的相关性和信源概率分布的不均匀性。因此，通过去除信源的相关及改变信源概率分布模型，则可达到压缩数据量的目的。限失真压缩编码即是在允许解码后信号有一定失真的情况下，通过去除信源的自相关来达到压缩数据的目的。在允许失真不超过某一限度时，压缩编码的比特率是受限的，存在着一个下限，这个下限由率失真函数来定义。