Kanálové kódování

Cílem kanálového kódování je zabezpečit signál proti chybám vznikajícím při přenosu
v komunikačním kanálu. Chyby signálu mohou být způsobeny šumem, různými druhy rušení,
únikem signálu, odrazy, přepnutím signálu při handoveru, atd. Mohou být ojedinělé nebo se
mohou vyskytovat ve skupinách (shluky chyb, bursty). Podstatou zabezpečení signálu je
mírné, úmyslné a kontrolované zvýšení jeho redundance (např. přidáním jistého počtu
kontrolních bitů). To se projeví malým zvýšením přenosové rychlosti signálu a tím i nutné
šířky kmitočtového pásma kanálu, při výrazném snížení chybovosti signálu BER (Bit Error
Rate). K tomuto účelu se používají zabezpečovací neboli bezpečnostní kódy umožňující
chybu nejen detekovat, ale i opravit. Při přenosu hovorového signálu je povolena maximální
přípustná chybovost 4 3 10 10 − − ÷ = BER , při přenosu televizního obrazového signálu
s vysokou rozlišovací
schopností HDTV (High
Definition TeleVison) je
10 10− ≅ BER a při přenosu
dat mezi počítači jsou
požadavky ještě přísnější.
V závislosti na
zabezpečovaném signálu se
proto volí různé stupně
ochrany a tedy i různé kódy.
Základním
parametrem kanálového
kodéru je kódový zisk
neboli zisk kódování G
(Coding Gain), udávající
kolikrát je možné při
Blokové
kódy
Binární
kódy
Nebinární
kódy
Lineární
kódy
Nelineární
kódy
Cyklické
kódy
Necyklické
kódy
Konvoluční
kódy
Korekční
kódy
Detekční
kódy
Kanálové zabezpečovací kódy

Ještě větší komprimace signálu lze dosáhnout s podporou vektorů pohybu. Využívá se
toho, že sousední snímky jsou si značně podobné a obsahují prakticky stejné objekty, ale
posunuté do jiných poloh. Vytváření snímků P s podporou vektorů pohybu je naznačeno
. Pro každý blok právě kódovaného snímku se neprohledává celý předchozí snímek,
ale jen tzv. vyhledávací prostor v předchozím snímku a zkoumá se, zda se bloky svým
obsahem shodují. Pokud ano, je určen vektor pohybu a jeho souřadnice x,y jsou přenášeny
v záhlaví makrobloku. Pokud je snímán statický obraz, jsou rozdíly v hodnotách vzorků
makrobloku nulové a rovněž vektory pohybu jsou nulové. V případě, že není nalezen přesně
stejný makroblok, je povolena určitá nepřesnost (rozdíl součtů vzorků obou makrobloků) a
přenáší se pouze souřadnice vektoru pohybu. Jestliže i tato nepřesnost je překročena, vytváří
se rozdílový makroblok, který se běžně zpracuje (FDCT, atd.). Vytváření snímků B
s podporou vektorů pohybu je obdobné, výsledkem jsou souřadnice dvou vektorů pohybu.
Stanovení vektoru pohybu se provádí současně pro jasový signál (na úrovni makrobloků) i
oba chrominanční signály (na úrovni bloků). Jasovému a chrominančnímu signálu potom
přísluší jeden společný vektor pohybu. Stanovení vektorů pohybu spolu s výpočtem
koeficientů DCT patří k nejnáročnějším operacím kódování a z hlediska hardwaru je
nejnákladnější. Pro snímky I resp. snímky P a B se používají různé kvantizační tabulky, které
se rovněž liší pro standardy JPEG a MPEG.