利用图像的可预测性，可以大大的提高“图形库”的利用律，即很多幅图像都可以公用一个“图形库”。MPEG在传送图像时就是这样，对于高速变化的图像，如果时间来得及（即码率不是很高时），就传送新的内容来显示，如果来不及（即码率很高时）就用“图形库”中的内容来顶替（即预测），反正高速运动的图像人们也看不清。例如：MPEG在传送5幅图像时，可能只传其中的3幅（时间来得及时），也可能只传两幅（时间来不及时），具体过程是，先传第1和第5幅，然后时间来得及就传第3幅，时间来不及就插第3幅（根据1和5预测3），最后再插第2幅（根据1和3预测2），和第4幅（根据3和5预测4）。

　　上面我们只是从感性上和很肤浅的对图像压缩的原理进行了分析，如果我们把上面的分析内容移到数学领域，那么我们将要面对非常多的西格玛“∑”（求和）和矩阵符号。顺便介绍一下，对数字电视图像压缩处理最出名的理论是：DCT（Discrete Cosine Transform）离散余弦变换（付立叶变换），和DPCM差动脉冲编码调制，还有哈夫曼编码（Huffmancoging）。

　　图像信号的压缩过程也是数字电路（或计算机）对数字信号的处理过程，计算机虽然很聪明，但它只会做加法运算。其它的减法、乘法、除法还有函数运算，计算机都是把它们转换成加法进行运算。付立叶先生60年前可能就预见到了我们要对数字信号进行处理，所以他发明了付立叶变换。其原理是：一个周期函数可以展开成无数个正弦或余弦函数之和，函数的周期越短，其（级数）收敛就越快，周期越长其收敛就越慢。对于上面我们分析的图像信号，全部都可以看成是周期函数信号。相关性很强的图像信号可看成是短周期函数信号，相关性很弱的图像信号可看成是长周期函数信号。因此，经过付立叶变换后的信号，只需对展开成级数的各项系数进行处理和传送。在实际处理过程中，一般只取付立叶级数的前几项，因为大部分能量都是集中在前三项级数之中，信号相关性越强，能量越集中。

　　DPCM差动脉冲编码调制也有人叫预测编码，它的定义是：在线性预测编码中，首先用过去的若干像素值对当前像素值进行线性预测，然后将其差值进行PCM编码传送，接收端将此差值积分而再生图像；哈夫曼编码也叫可变长编码，它对出现概率大的差值信号编以短码，对概率小的差值信号编以长码，哈夫曼编码可获得最小的平均码长。

　　在数字电视技术中，除了图像需要压缩以外，声音也要压缩，但声音压缩要比图像压缩简单很多，因为声音的信息量比起图像的信息量来，少得可怜。人的耳朵能听到声音的频率范围是20Hz到20kHz，如果我们把20Hz到20kHz按照一定的频带宽度分成很多个频率通道，用来对声音进行过滤和处理，就能对声音信号进行压缩。这个频率通道就相当于，歌曲中的谐音：多、来、米、发、梭、拉、妻、多（12345671）。

　　声音压缩的原理也是利用“字库”的概念，在信号的译码端，安装有很多个与信号发送编码端对应的频率发生器（如12345671谐音器）。另外声音还有一个屏蔽效应，就是，人的耳朵对某个频率范围的声音灵敏度特别高（600Hz附近），对一些频率却很低（低频和高频）；还有，如果有几种声音同时存在，声音大的内容很容易听到，而声音很小的东西要非常注意才能听到（对数特性）。利用这些特点，在编码的时候就可以分长码和短码来对不同的内容进行编码，对主要声音内容用长码，对次要内容用短码——这叫有所为和有所不为。经过多种方法对声音信号压缩处理后，声音信号传送的码率可变得非常低，即压缩比非常大。

　　声音信号压缩的原理可以比喻成，某人想听某钢琴家弹钢琴，一种方法是把钢琴家连同钢琴都请到家来；另一种方法是，只请钢琴家而用自己的钢琴进行演奏；再有一种方法是，只需对方把曲谱寄过来，而用自己的钢琴和家人来演奏，显然是最后一种方法最简便。

    在全数字信号电视系统中，图像信号和音频号之所以能压缩，并不完全是信源编码端的功劳，接收端译码器的功劳也非常大，没有译码器强大的数据处理功能，图像信号和音频信号的压缩是不可能的。其实从信源端发送给接收端，真正属于图像内容的信息并不多，大部分都是“补丁”（差值），和“指令”（代码），译码器通过对这些数据进行加工，不断地更新自己的“数据库”（图形库），然后重新编码输出，最后进行D/A转换，输出音视频。

　　目前图像压缩标准有MPEG1、MPEG2、MPEG4、MPEG7，根据用途的不同压缩方法和码率也不一样。MPEG1用于VCD，清晰度很低，但码率也很低；MPEG2用于SDTV或HDTV，清晰度很高，但码率也很高；MPEG4本来准备用于可视电话，它压缩比很高，码率也很低，活动图像质量比MPEG2差，但它可以在电脑上进行标清节目显示，所以有人准备把它进行升级来替代MPEG2（如MPEG4的升级版JVT）；MPEG7用于图书馆档案查询，压缩比非常高，码率很低。声音压缩标准现在较常用的有杜比和AC3两种。

　　我们国家目前也想自己搞一套音视频压缩编码标准AVS（Audio Video coding Standard），AVS1.0的标准准备与新的国际音视频标准JVT（Joint Video Team）兼容，性能与MPEG4的升级版本差不多，这个AVS标准是否成功，取决于国内IC生产厂家愿不愿意跟进，和政府扶植的力度，但愿上帝保佑中国。

　　2、信道编码

　　数字信号传输和模拟信号传输是不一样的，模拟信号一般通过高频调制以后就可以通过线路进行传输，接收端对输入信号进行解调后，就可以输出模拟信号；而数字信号传输就不同了，数字信号不但需要调制，调制之前还要进行编码，接收端对输入信号首先进行解调，然后再解码。经过编码的信号一般含有同步头，用户码、数据码、自由码、结束码等，这叫做一帧编码，数字信号就是一帧，一帧地进行传送的，如MPEG数字信号，每帧为188bit。对数字信号解码也必须按顺序，一帧，一帧地进行。

　　同步头一般人都很容易理解，它表示一帧编码信号的开始；用户码用来表示这帧内容的属性，即这一帧东西是谁的，在数码通信中一般都有多个用户同时在进行通信，编码时就按用户分帧来传输信号，这样对解码比较简单，如果只有一个用户，可以不需要用户码；数据码是需要传输的最主要内容，在属性不容易出错的情况下，它可以有多组数据码，每组分别表示一个信号分量；自由码一般是作为备用的，用来加密或其它用途；结束码表示这一帧内容传输已经结束，告诉译码器做好下一帧信号解码的准备。

　　模拟信号需要同时传输多路信号时（或多个信号分量），一般是采用正交调制或复合调制，如PAL电视信号：亮度信号，6MHz（标称为6MHz，实际只有4.15MHz），对38MHz载波调幅；两个色差Y-R和Y-B，1.5MHz，对4.43MHz付载波正交调幅；伴音，500KHz，对6.5MHz付载波调频。它占用的频率资源，除了载波频率外还要把频率带宽算上，因为载波是可选择的，所以一般都只说频率带宽，PAL电视信号的带宽为8MHz（6 + 1.5 + 0.5）。PAL电视信号的4个模拟分量在传输时，属于同时传输。

　　而数字信号需要同时传输多路信号时（或多个信号分量），一般是采用串行编码，即一帧编码中可以有多组数据码（代表多个信号分量），如数据码1代表亮度信号，数据码2表示色差信号Y-R，数据码3表示色差信号Y-B，等等，如一帧容量有限，可以加用户码分帧来传输多个信号分量。数字信号调制要比模拟信号简单很多，一般用QPSK（正交调相）或QAM（正交调相又调幅）调制，也可以用FSK（键控调频）或ASK（键控调幅）调制，很少用AM（调幅）和FM（调频）调制。因为前者调制效率非常高，特别是QAM调制，256QAM调制的频谱利用率是8bit/Hz，还有一种多载波调制COFDM，其频谱利用率更高，可达16bit/Hz。数字信号传输占用的频率资源，除了载波频率带宽以外，还有一个传输码率。例如利用有线电视信号传输网络6MHz带宽可以传输两路标清电视信号，最高码率达36Mbit/S（64QAM）。

　　数码通信的好处是，可以把多路信号，或多个用户信号同时挤在一条线路上，只要这条线路传输码率足够高。这种情况叫打包，或就信号复用，解码时，则需要先拆包（也叫解复用）后才能解码。打包的原理就是上面的帧编码原理，不同传输系统，帧编码的长度是不一样的，因此在进行多种信号传输过程中，经常要拆包和重新打包。

　　数字彩色信号在传输过程中，一般都不是按电视机的扫描顺序来传送信号的，这是因为信号在传输过程中可能会出错。当信号在传输过程中出错时，如果信号按顺序传送，则电视画面上会集中在某个地方出现一大片马赛克，使人看起来非常不爽；如果信号不是按顺序传送，而是按某种分布规律来传送，同样出错时，马赛克会被均匀地散布在整个画面上，使人看起来感到还可以接受。这种错位传输信号的方法称为RS编码或卷积，这也是数字电视信道编码中的一项重要技术。