圖像的編碼與壓縮

1、 第第7章章 圖像的編碼和壓縮圖像的編碼和壓縮 Image Coding and Compressionn 圖像壓縮圖像壓縮(Image Compression)的概念的概念 數(shù)據(jù)壓縮的研究?jī)?nèi)容包括數(shù)據(jù)的表示、傳數(shù)據(jù)壓縮的研究?jī)?nèi)容包括數(shù)據(jù)的表示、傳輸、變換和編碼方法，目的是減少存儲(chǔ)數(shù)據(jù)所輸、變換和編碼方法，目的是減少存儲(chǔ)數(shù)據(jù)所需的空間和傳輸所用的時(shí)間。需的空間和傳輸所用的時(shí)間。 圖像壓縮圖像壓縮就是在一個(gè)可以接受的還原狀況就是在一個(gè)可以接受的還原狀況的前提下用盡可能少的比特?cái)?shù)來(lái)表示源信號(hào)，的前提下用盡可能少的比特?cái)?shù)來(lái)表示源信號(hào)，即把需要存儲(chǔ)或傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)減少即把需要存儲(chǔ)或傳輸?shù)膱D像數(shù)

2、據(jù)的比特?cái)?shù)減少到最少程度。圖像壓縮是通過(guò)到最少程度。圖像壓縮是通過(guò)編碼編碼實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)的。 概述概述n 圖像數(shù)據(jù)壓縮的必要性圖像數(shù)據(jù)壓縮的必要性 圖像數(shù)據(jù)的特點(diǎn)之一是信息量大。海量數(shù)據(jù)需要巨大圖像數(shù)據(jù)的特點(diǎn)之一是信息量大。海量數(shù)據(jù)需要巨大的存儲(chǔ)空間。如多媒體中的海量圖像數(shù)據(jù)，不進(jìn)行編碼壓的存儲(chǔ)空間。如多媒體中的海量圖像數(shù)據(jù)，不進(jìn)行編碼壓縮處理，一張縮處理，一張600M字節(jié)的光盤(pán)，只能存放字節(jié)的光盤(pán)，只能存放20秒左右的秒左右的640 480像素的視頻。沒(méi)有編碼壓縮，多媒體信息保存像素的視頻。沒(méi)有編碼壓縮，多媒體信息保存有多么困難是可想而知的。有多么困難是可想而知的。 在現(xiàn)代通信中，圖像傳輸已成

3、為重要內(nèi)容之一。采用在現(xiàn)代通信中，圖像傳輸已成為重要內(nèi)容之一。采用編碼壓縮技術(shù)，減少傳輸數(shù)據(jù)量，是提高通信速度的重要編碼壓縮技術(shù)，減少傳輸數(shù)據(jù)量，是提高通信速度的重要手段?？梢?jiàn)，沒(méi)有圖像編碼與壓縮技術(shù)的發(fā)展，大容量圖手段?？梢?jiàn)，沒(méi)有圖像編碼與壓縮技術(shù)的發(fā)展，大容量圖像信息的存儲(chǔ)與傳輸是難以實(shí)現(xiàn)的，多媒體、信息高速公像信息的存儲(chǔ)與傳輸是難以實(shí)現(xiàn)的，多媒體、信息高速公路等新技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用會(huì)遇到很大困難。路等新技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用會(huì)遇到很大困難。概述概述n 圖像數(shù)據(jù)壓縮的可能性圖像數(shù)據(jù)壓縮的可能性概述概述 從信息論觀(guān)點(diǎn)看，描述圖像信源的數(shù)據(jù)由有從信息論觀(guān)點(diǎn)看，描述圖像信源的數(shù)據(jù)由有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)

4、兩部分組成。用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)兩部分組成。duDI信息量信息量數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)量冗余量冗余量 冗余量是可以壓縮的冗余量是可以壓縮的，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量保證去除，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量保證去除冗余量而不會(huì)減少信息量，即壓縮數(shù)據(jù)在一定條件可以近冗余量而不會(huì)減少信息量，即壓縮數(shù)據(jù)在一定條件可以近似恢復(fù)。似恢復(fù)。數(shù)據(jù)冗余數(shù)據(jù)冗余(Data Redundancy)n 編碼冗余編碼冗余(Coding Redundancy)等長(zhǎng)編碼等長(zhǎng)編碼 平均碼長(zhǎng)為平均碼長(zhǎng)為3 3變長(zhǎng)編碼變長(zhǎng)編碼 平均碼長(zhǎng)為平均碼長(zhǎng)為2.72.7數(shù)據(jù)冗余數(shù)據(jù)冗余n 像素間冗余像素間冗余(Interpixel Redundancy) 圖像是由按一定規(guī)

5、則排列起來(lái)的像素組成，圖像中相圖像是由按一定規(guī)則排列起來(lái)的像素組成，圖像中相鄰像素的灰度往往相同或相近，這就稱(chēng)為像素間冗余或空鄰像素的灰度往往相同或相近，這就稱(chēng)為像素間冗余或空間冗余。間冗余。數(shù)據(jù)冗余數(shù)據(jù)冗余n 心理視覺(jué)冗余心理視覺(jué)冗余(Psychovisual Redundancy) 175K 1.46M 受生理和心理上的影響，人眼對(duì)黑白和彩色信息的受生理和心理上的影響，人眼對(duì)黑白和彩色信息的分辨率是有限的。光學(xué)上不一致的圖像在視覺(jué)上可能是分辨率是有限的。光學(xué)上不一致的圖像在視覺(jué)上可能是一樣。一樣。圖像壓縮系統(tǒng)模型圖像壓縮系統(tǒng)模型信源信源 信源信源編碼器編碼器信道信道編碼器編碼器通信線(xiàn)路通信

6、線(xiàn)路或或存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)介質(zhì)信源信源解碼器解碼器信道信道解碼器解碼器信宿信宿 壓縮的有效性壓縮的有效性編碼的可靠性編碼的可靠性圖像包含大量的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)是高度相關(guān)的圖像包含大量的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)是高度相關(guān)的靜止圖像靜止圖像往往含有大量的空間冗余信往往含有大量的空間冗余信息；息；動(dòng)態(tài)圖像動(dòng)態(tài)圖像不但含有大量的空間冗不但含有大量的空間冗余信息還含有大量的時(shí)間冗余信息。余信息還含有大量的時(shí)間冗余信息。目的目的消除各種冗余并在給定畸變下使消除各種冗余并在給定畸變下使用盡量少的比特率表示和重建圖用盡量少的比特率表示和重建圖像，以便更好地傳輸和存儲(chǔ)圖像像，以便更好地傳輸和存儲(chǔ)圖像二值圖像傳真、靜態(tài)圖像傳輸

7、、可視電話(huà)、會(huì)議電二值圖像傳真、靜態(tài)圖像傳輸、可視電話(huà)、會(huì)議電視、視、VCD、DVD、常規(guī)數(shù)字電視、高清晰度電視、常規(guī)數(shù)字電視、高清晰度電視、多媒體可視通信、多媒體視頻點(diǎn)播與傳輸?shù)榷嗝襟w可視通信、多媒體視頻點(diǎn)播與傳輸?shù)?應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則準(zhǔn)則客觀(guān)保真度客觀(guān)保真度主觀(guān)保真度主觀(guān)保真度圖像信息圖像信息信息論要素信息論要素(Elements of Information Theory)n 熵熵(Entropy)MkkkPPH12logMkkkPR1根據(jù)根據(jù)Shannon無(wú)干擾信息保持編碼定理，若對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)的信息進(jìn)無(wú)干擾信息保持編碼定理，若對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)的信息進(jìn)行無(wú)失真圖像編碼，壓縮后平

8、均碼長(zhǎng)存在一個(gè)下限，這個(gè)下限是圖像行無(wú)失真圖像編碼，壓縮后平均碼長(zhǎng)存在一個(gè)下限，這個(gè)下限是圖像信息熵信息熵H。理論上最佳信息保持編碼的平均碼長(zhǎng)可以無(wú)限接近圖像信息。理論上最佳信息保持編碼的平均碼長(zhǎng)可以無(wú)限接近圖像信息熵熵H。但總是大于或等于圖像的熵。但總是大于或等于圖像的熵H。n 平均碼長(zhǎng)平均碼長(zhǎng)(Average Code Length)平均信息量度，圖像中各灰度級(jí)比特?cái)?shù)的統(tǒng)計(jì)平均值。平均信息量度，圖像中各灰度級(jí)比特?cái)?shù)的統(tǒng)計(jì)平均值。M : 灰度級(jí)數(shù)Pk : 灰度級(jí)Wk出現(xiàn)的概率出現(xiàn)的概率灰度級(jí)制代碼的位數(shù)）對(duì)應(yīng)的碼字長(zhǎng)度（二進(jìn)灰度級(jí)kkkkWPW:n 編碼效率編碼效率Coding Effici

9、encyn 冗余量冗余量Redundancy熵編碼目的：使熵編碼目的：使R盡量減少至盡量減少至H 信息論要素信息論要素(Elements of Information Theory)1)()(xHxRrrxRxH11)()(例題例題設(shè)一離散信源如下：設(shè)一離散信源如下： 00211WX01412W10813W11814W信源信源概率概率編碼編碼求信源求信源X的熵、平均碼長(zhǎng)和編碼效率。的熵、平均碼長(zhǎng)和編碼效率。解：解： 412logkkkPPH熵：4781log8181log8141log4121log212222比特比特平均碼長(zhǎng)：平均碼長(zhǎng)：編碼效率：編碼效率：比特比特28128124122124

10、1kkkPR%5 .8787247RHn 變長(zhǎng)最佳編碼定理變長(zhǎng)最佳編碼定理 對(duì)概率大的消息符號(hào)賦予短碼字，而對(duì)概率小的信對(duì)概率大的消息符號(hào)賦予短碼字，而對(duì)概率小的信息符號(hào)賦予長(zhǎng)碼字，則編碼的平均碼長(zhǎng)一定最短。息符號(hào)賦予長(zhǎng)碼字，則編碼的平均碼長(zhǎng)一定最短。 如：如： Wm Wn Pm tn tm：長(zhǎng)碼 tn：短碼22nmmnmmnntPtPtPtP 02222222222mnmnmnmnmnttPPtPPtPPnmmnmmnntPtPtPtP符合定理的平均碼長(zhǎng)符合定理的平均碼長(zhǎng)不符合定理的平均碼長(zhǎng)不符合定理的平均碼長(zhǎng)n 唯一可譯編碼唯一可譯編碼 所編碼字序列能唯一地譯出來(lái)。所編碼字序列能唯一地譯出

11、來(lái)。單義性、非續(xù)長(zhǎng)碼單義性、非續(xù)長(zhǎng)碼是是唯一可譯編碼。唯一可譯編碼。單義性代碼單義性代碼：任意一個(gè)有限長(zhǎng)的碼字序列只能被唯一：任意一個(gè)有限長(zhǎng)的碼字序列只能被唯一地分割成一個(gè)個(gè)碼字。地分割成一個(gè)個(gè)碼字。非續(xù)長(zhǎng)代碼非續(xù)長(zhǎng)代碼：集合中的碼字不能由其他碼字在后面添：集合中的碼字不能由其他碼字在后面添加碼元構(gòu)成。加碼元構(gòu)成。如：如： 信源信源 概率概率 碼碼I 碼碼II 碼碼III 碼碼IV W1 1/2 0 0 0 0 W2 1/4 0 1 10 01 W3 1/8 1 00 110 011 W4 1/8 10 11 111 0111碼碼I：非單義性、續(xù)長(zhǎng)碼：非單義性、續(xù)長(zhǎng)碼 如如： 00110 W1

12、W2W3W4 W1W1W3W3W1 W1W1W3W3W2碼碼II：非單義性、續(xù)長(zhǎng)碼：非單義性、續(xù)長(zhǎng)碼 如：如： 010011 W1W2W3W4 W1W2W1W1W4 W1W2W1W3W2W2 W1W2W1W1W2W2碼碼III：?jiǎn)瘟x性、非續(xù)長(zhǎng)碼：?jiǎn)瘟x性、非續(xù)長(zhǎng)碼 如如： 010110111 W1W2W3W4碼碼IV：?jiǎn)瘟x性、續(xù)長(zhǎng)碼：?jiǎn)瘟x性、續(xù)長(zhǎng)碼 如如： 0010110111 W1W2W3W4單義非續(xù)長(zhǎng)代碼平均碼長(zhǎng)最短單義非續(xù)長(zhǎng)代碼平均碼長(zhǎng)最短單義代碼的充要條件：?jiǎn)瘟x代碼的充要條件：D：代碼中的碼元種類(lèi)；：代碼中的碼元種類(lèi)； n：代碼中的碼字個(gè)數(shù)；：代碼中的碼字個(gè)數(shù)；ti：第：第i個(gè)碼字的碼長(zhǎng)

13、；個(gè)碼字的碼長(zhǎng)；如上例：如上例：11nitiD單義碼：碼單義碼：碼非單義碼：碼非單義碼：碼11615222221222221232222214722222432141332141221141211141ititititiiiiIVIIIIII應(yīng)用分類(lèi)應(yīng)用分類(lèi) 信息保持型數(shù)據(jù)壓縮信息保持型數(shù)據(jù)壓縮 無(wú)損壓縮無(wú)損壓縮壓縮圖像的比特?cái)?shù)和冗余信息，主要用于圖像信息壓縮圖像的比特?cái)?shù)和冗余信息，主要用于圖像信息保存，要求圖像存儲(chǔ)能保持信息并能快速存取圖像保存，要求圖像存儲(chǔ)能保持信息并能快速存取圖像 保真度型數(shù)據(jù)壓縮保真度型數(shù)據(jù)壓縮傳送的圖像能夠適應(yīng)通信的通道限制，壓縮圖像過(guò)傳送的圖像能夠適應(yīng)通信的通道限制

14、，壓縮圖像過(guò)程中允許丟失一些人感覺(jué)不到的信息即允許微量失程中允許丟失一些人感覺(jué)不到的信息即允許微量失真，主要用于圖像傳輸、數(shù)字電視和多媒體中。真，主要用于圖像傳輸、數(shù)字電視和多媒體中。 特征保持型數(shù)據(jù)壓縮特征保持型數(shù)據(jù)壓縮 有損壓縮有損壓縮對(duì)于不需要圖像的全部細(xì)節(jié)和灰度細(xì)節(jié)的圖像，壓對(duì)于不需要圖像的全部細(xì)節(jié)和灰度細(xì)節(jié)的圖像，壓縮過(guò)程中可僅保存圖像中的感興趣的特征信息，壓縮過(guò)程中可僅保存圖像中的感興趣的特征信息，壓縮其不相干和冗余信息，主要用于計(jì)算機(jī)的特征識(shí)縮其不相干和冗余信息，主要用于計(jì)算機(jī)的特征識(shí)別、分析與控制。別、分析與控制。數(shù)據(jù)域分類(lèi)數(shù)據(jù)域分類(lèi)壓縮技術(shù)壓縮技術(shù)空間域編碼空間域編碼變換域編

15、碼變換域編碼其他方法其他方法圖像壓縮圖像壓縮編碼技術(shù)編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)無(wú)損壓縮無(wú)損壓縮PCM編碼編碼-脈沖編碼調(diào)制脈沖編碼調(diào)制對(duì)連續(xù)圖像信號(hào)的空間進(jìn)行采樣、幅值量化并用適當(dāng)碼對(duì)連續(xù)圖像信號(hào)的空間進(jìn)行采樣、幅值量化并用適當(dāng)碼字將其量化編碼。編碼方法有字將其量化編碼。編碼方法有等長(zhǎng)等長(zhǎng)和和變長(zhǎng)編碼變長(zhǎng)編碼兩種。兩種。DPCM編碼編碼-差分脈沖編碼調(diào)制差分脈沖編碼調(diào)制空間域中最成熟也是最通用的編碼技術(shù)。其結(jié)構(gòu)和語(yǔ)音空間域中最成熟也是最通用的編碼技術(shù)。其結(jié)構(gòu)和語(yǔ)音信號(hào)中使用的線(xiàn)性預(yù)測(cè)編碼完全相同。與信號(hào)中使用的線(xiàn)性預(yù)測(cè)編碼完全相同。與 PCM 不同的是不同的是它編碼的是圖像像素值和其預(yù)測(cè)值的差分它編碼的

16、是圖像像素值和其預(yù)測(cè)值的差分。該編碼系統(tǒng)。該編碼系統(tǒng)會(huì)引起斜率過(guò)載、顆粒噪聲和輪廓噪聲。會(huì)引起斜率過(guò)載、顆粒噪聲和輪廓噪聲。將模擬圖像信號(hào)變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)的基本手段將模擬圖像信號(hào)變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)的基本手段預(yù)測(cè)編碼預(yù)測(cè)編碼 Huffman編碼是編碼是1952年由年由Huffman提出的一種編碼提出的一種編碼方法。這種編碼方法是根據(jù)信源數(shù)據(jù)符號(hào)發(fā)生的概率進(jìn)行方法。這種編碼方法是根據(jù)信源數(shù)據(jù)符號(hào)發(fā)生的概率進(jìn)行編碼的。編碼的。哈夫曼編碼哈夫曼編碼(Huffman Coding)思想：思想： 在信源數(shù)據(jù)中出現(xiàn)概率越大的符號(hào)，編碼以后相應(yīng)的在信源數(shù)據(jù)中出現(xiàn)概率越大的符號(hào)，編碼以后相應(yīng)的碼長(zhǎng)越短；出現(xiàn)概率越

17、小的符號(hào)，其碼長(zhǎng)越長(zhǎng)，從而達(dá)到碼長(zhǎng)越短；出現(xiàn)概率越小的符號(hào)，其碼長(zhǎng)越長(zhǎng)，從而達(dá)到用盡可能少的碼符表示信源數(shù)據(jù)。它在無(wú)損變長(zhǎng)編碼方法用盡可能少的碼符表示信源數(shù)據(jù)。它在無(wú)損變長(zhǎng)編碼方法中是最佳的。中是最佳的。 把輸入符號(hào)按出現(xiàn)的概率從大到小排列起來(lái)把輸入符號(hào)按出現(xiàn)的概率從大到小排列起來(lái),接著把概接著把概 率最小的兩個(gè)符號(hào)的概率求和率最小的兩個(gè)符號(hào)的概率求和; 把它（概率之和）同其余符號(hào)概率由大到小排序把它（概率之和）同其余符號(hào)概率由大到小排序,然后然后把兩個(gè)最小概率求和把兩個(gè)最小概率求和; 重復(fù)重復(fù)2,直到最后只剩下兩個(gè)概率為止。直到最后只剩下兩個(gè)概率為止。在上述工作完畢之后，從最后兩個(gè)概率開(kāi)始逐

18、步向前進(jìn)行編碼。對(duì)于在上述工作完畢之后，從最后兩個(gè)概率開(kāi)始逐步向前進(jìn)行編碼。對(duì)于概率大的消息賦予概率大的消息賦予0，小的賦予，小的賦予1。在反向進(jìn)行的過(guò)程中，若概率不。在反向進(jìn)行的過(guò)程中，若概率不變，保留原碼字；若概率分裂為兩個(gè)，前幾位保留原碼字，最后一位變，保留原碼字；若概率分裂為兩個(gè)，前幾位保留原碼字，最后一位一個(gè)賦一個(gè)賦“0”，另一個(gè)賦，另一個(gè)賦“1”碼。碼。 編碼方法編碼方法：符號(hào)集符號(hào)集x1x2x3x4x5x6概率分布概率分布0.400.200.120.110.090.08Huffman編碼編碼符號(hào)集符號(hào)集經(jīng)排序的經(jīng)排序的概率分布概率分布 第一次合第一次合并后排序并后排序第二次合第二

19、次合并后排序并后排序第三次合第三次合并后排序并后排序第四次合第四次合并后排序并后排序第五次合第五次合并后排序并后排序x10.400.400.400.400.601x20.200.200.230.370.40 x30.120.170.200.23x40.110.120.17x50.090.11x60.08符號(hào)集符號(hào)集經(jīng)排序經(jīng)排序的概率的概率分布分布 第一次第一次合并后合并后排序排序第二次第二次合并后合并后排序排序第三次第三次合并后合并后排序排序第四次第四次合并后合并后排序排序第五次第五次合并后合并后排序排序x10.400.400.400.400.601x20.200.200.230.370.40

20、 x30.120.170.200.23x40.110.120.17x50.090.11x60.0801100010100000111100000000101001101001100100011符號(hào)集符號(hào)集x1x2x3x4x5x6概率分布概率分布0.400.200.120.110.090.08Huffman編碼編碼100001001100100011 用二叉樹(shù)方法實(shí)現(xiàn)用二叉樹(shù)方法實(shí)現(xiàn)Huffman編碼方法也較為便利。編碼方法也較為便利。 計(jì)算該信源的熵、編碼后的平均碼長(zhǎng)，并思考對(duì)計(jì)算該信源的熵、編碼后的平均碼長(zhǎng)，并思考對(duì)于同一圖像采用于同一圖像采用Huffman編碼，編碼是否唯一？編碼，編碼是否

21、唯一？0.230.4 x10.6 0.11 x4 1 0 1 00.37 0.20 x2 0.08 x60 .09 x50.17 1 0 1 0 1 00.12 x3行程編碼行程編碼RLE(Run-length Encoding)思想：思想： 有些圖像具有許多顏色相同的圖塊，在這些圖塊中，許多連續(xù)的有些圖像具有許多顏色相同的圖塊，在這些圖塊中，許多連續(xù)的掃描行都具有同一顏色，或者同一掃描行上有許多連續(xù)的像素都具有掃描行都具有同一顏色，或者同一掃描行上有許多連續(xù)的像素都具有相同的顏色值。這種情況下就可以不需要存儲(chǔ)每一個(gè)像素的顏色值，相同的顏色值。這種情況下就可以不需要存儲(chǔ)每一個(gè)像素的顏色值，而僅

22、僅存儲(chǔ)一個(gè)像素值以及具有相同顏色的像素?cái)?shù)目。而僅僅存儲(chǔ)一個(gè)像素值以及具有相同顏色的像素?cái)?shù)目?；驹恚夯驹恚?用一個(gè)符號(hào)值和串長(zhǎng)代替具有相同值的連續(xù)符號(hào)（連續(xù)符號(hào)構(gòu)成用一個(gè)符號(hào)值和串長(zhǎng)代替具有相同值的連續(xù)符號(hào)（連續(xù)符號(hào)構(gòu)成了一段連續(xù)的了一段連續(xù)的“行程行程”。行程編碼因此得名），使符號(hào)長(zhǎng)度少于原始。行程編碼因此得名），使符號(hào)長(zhǎng)度少于原始數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。 不足：不足： 如果圖像中每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)的顏色都不相同，用行程編碼不但不能如果圖像中每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)的顏色都不相同，用行程編碼不但不能壓縮，反而數(shù)據(jù)量增加一倍。壓縮，反而數(shù)據(jù)量增加一倍。 對(duì)圖象進(jìn)行行掃描時(shí)，行內(nèi)各像素的對(duì)圖象進(jìn)行行掃描時(shí)，行內(nèi)

23、各像素的灰度級(jí)可組成一個(gè)整數(shù)序列灰度級(jí)可組成一個(gè)整數(shù)序列x x1 1, , x x2 2, , , , x xN N 。在行程編碼中，可。在行程編碼中，可將這個(gè)序列映射成將這個(gè)序列映射成整數(shù)對(duì)整數(shù)對(duì)( (gk, , lk) )，其中，其中g(shù)k表示灰度級(jí)，表示灰度級(jí)， lk表表示行程長(zhǎng)度，等于具有相同灰度級(jí)的相鄰示行程長(zhǎng)度，等于具有相同灰度級(jí)的相鄰像素的數(shù)目。像素的數(shù)目。 一維行程編碼只考慮消除每行內(nèi)像素一維行程編碼只考慮消除每行內(nèi)像素（或水平分解元素）的相關(guān)性，未考慮行間（或水平分解元素）的相關(guān)性，未考慮行間像素（垂直分解元素）的相關(guān)性。二維行程像素（垂直分解元素）的相關(guān)性。二維行程編碼考慮兩

24、個(gè)方向分解元素之間的相關(guān)性。編碼考慮兩個(gè)方向分解元素之間的相關(guān)性。（1 1）預(yù)測(cè)微分量化編碼（）預(yù)測(cè)微分量化編碼（PDQPDQ） 分解元素陣列分解元素陣列整數(shù)對(duì)（整數(shù)對(duì)（1 1, ,2 2）序列）序列1 1相繼行行程起始點(diǎn)之間的差值相繼行行程起始點(diǎn)之間的差值2 2相繼行行程長(zhǎng)度之間的差值相繼行行程長(zhǎng)度之間的差值l l2 2- -l l1 1 它們與它們與“新起始新起始”和和“消失消失”標(biāo)志符一起，用標(biāo)志符一起，用來(lái)表示亮面積的開(kāi)端和結(jié)束；然后對(duì)它們進(jìn)行編碼來(lái)表示亮面積的開(kāi)端和結(jié)束；然后對(duì)它們進(jìn)行編碼l2l11新起始新起始消失2= l2-l1 對(duì)對(duì)1 1和和3 3進(jìn)行編碼進(jìn)行編碼 3 3后邊界在

25、相繼行上的差分后邊界在相繼行上的差分 1新起始新起始消失3一般用B碼對(duì)PDQ、DDC編碼。 變換本身變換本身 被壓縮圖像的性質(zhì)被壓縮圖像的性質(zhì)變換核選擇變換核選擇 有損壓縮有損壓縮-變換域編碼變換域編碼變換圖像編碼變換圖像編碼 圖像變換后圖像變換后刪去刪去那些那些接近于零接近于零的系數(shù)，的系數(shù)，粗量化粗量化那些那些較小的系數(shù)較小的系數(shù)，由此將傳輸和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)集中，由此將傳輸和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)集中到那些包含圖像主要信息的系數(shù)上。在重構(gòu)圖像中，重到那些包含圖像主要信息的系數(shù)上。在重構(gòu)圖像中，重要內(nèi)容很少會(huì)有損失。要內(nèi)容很少會(huì)有損失。圖像圖像正交變換正交變換圖像編碼技術(shù)圖像編碼技術(shù)應(yīng)應(yīng)用用FFTFFT，D

26、STDST，DCTDCT，斜變換，斜變換，哈爾變換，哈爾變換，K-L K-L 變換變換變換域編碼變換域編碼-K-L變換變換K-L變換編碼變換編碼求圖像向量求圖像向量X的的K_L變換，就是求圖像協(xié)方差變換，就是求圖像協(xié)方差矩陣矩陣Cx的特征向量的特征向量 i i，也稱(chēng)特征向量變換。也稱(chēng)特征向量變換。圖像像素變換成非相關(guān)的系數(shù)；變換圖像像素變換成非相關(guān)的系數(shù)；變換系數(shù)能按方差大小排列；用系數(shù)能按方差大小排列；用M個(gè)變換個(gè)變換系數(shù)重建圖像可得到最小均方差。系數(shù)重建圖像可得到最小均方差。優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)操作操作復(fù)雜復(fù)雜缺缺陷陷為了減少運(yùn)算量，通常將一幅圖像分為了減少運(yùn)算量，通常將一幅圖像分成成若干等尺寸塊若干

27、等尺寸塊，如果圖像是平穩(wěn)的，如果圖像是平穩(wěn)的隨機(jī)圖像，該圖像所有子圖像的協(xié)方隨機(jī)圖像，該圖像所有子圖像的協(xié)方差矩陣都相同，求得任意一個(gè)子圖像差矩陣都相同，求得任意一個(gè)子圖像的的K-L變換圖像，然后，可以由該變變換圖像，然后，可以由該變換圖像的前換圖像的前M個(gè)元素重建該子圖像。個(gè)元素重建該子圖像。 塊編碼塊編碼變換域編碼變換域編碼-余弦變換余弦變換原圖像原圖像FDCTFDCT量化器量化器編碼器編碼器壓壓縮縮圖圖像像數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)解碼器解碼器解量化器解量化器IDCTIDCT重建圖像重建圖像編碼過(guò)程編碼過(guò)程解碼過(guò)程解碼過(guò)程DCT編碼編碼DCT來(lái)進(jìn)行塊變換編碼，舍去高頻的系數(shù)，來(lái)進(jìn)行塊變換編碼，舍去高頻的系

28、數(shù)，對(duì)余下的系數(shù)進(jìn)行量化以進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)量。對(duì)余下的系數(shù)進(jìn)行量化以進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)量。最后，使用最后，使用RLE和和Huffman 編碼來(lái)完成壓縮。編碼來(lái)完成壓縮。JPEGJPEG算法算法圖像圖像DCTDCT變換后，大多數(shù)的變換后，大多數(shù)的DCTDCT系系數(shù)值非常接近數(shù)值非常接近0 0，舍棄這些系數(shù)，舍棄這些系數(shù)對(duì)重構(gòu)圖像質(zhì)量影響不大。對(duì)重構(gòu)圖像質(zhì)量影響不大。變換域編碼性能比較變換域編碼性能比較圖像大小圖像大小子圖像太小，各變換誤差較大；子圖像太小，各變換誤差較大；子圖像尺寸子圖像尺寸16 16，誤差變小；，誤差變??；誤差最小是誤差最小是 K-L變換變換，最差的，最差的是是哈爾變換哈爾變換；傅立

29、葉變換隨子；傅立葉變換隨子圖像的尺寸變大，其性能變得圖像的尺寸變大，其性能變得越好。越好。重構(gòu)誤差與子圖像尺寸比較重構(gòu)誤差與子圖像尺寸比較有損壓縮有損壓縮-矢量量化編碼矢量量化編碼編碼器編碼器在量化時(shí)用碼書(shū)中的一組碼字代替一在量化時(shí)用碼書(shū)中的一組碼字代替一組輸入矢量，根據(jù)一定的失真測(cè)度在組輸入矢量，根據(jù)一定的失真測(cè)度在碼書(shū)中搜索出與輸入矢量失真最小的碼書(shū)中搜索出與輸入矢量失真最小的碼字的索引。在傳輸時(shí)僅傳輸這些索碼字的索引。在傳輸時(shí)僅傳輸這些索引，接收方根據(jù)碼字索引在碼書(shū)中查引，接收方根據(jù)碼字索引在碼書(shū)中查找對(duì)應(yīng)碼字，從而再現(xiàn)矢量。找對(duì)應(yīng)碼字，從而再現(xiàn)矢量。解碼器解碼器 訓(xùn)練碼書(shū)訓(xùn)練碼書(shū) ：碼

30、書(shū)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵碼書(shū)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。用。用M個(gè)訓(xùn)練個(gè)訓(xùn)練矢量生成含矢量生成含NM個(gè)碼字的碼書(shū)，既把個(gè)碼字的碼書(shū)，既把M個(gè)訓(xùn)練個(gè)訓(xùn)練矢量分成矢量分成N類(lèi)最佳分類(lèi)，將各類(lèi)中心矢量作為碼類(lèi)最佳分類(lèi)，將各類(lèi)中心矢量作為碼書(shū)的碼字。常用的有效方法是書(shū)的碼字。常用的有效方法是LBG算法算法。 編碼編碼：完成碼字的搜索過(guò)程。對(duì)于給定的完成碼字的搜索過(guò)程。對(duì)于給定的輸入矢量在碼書(shū)中查找與其失真最小的碼字。輸入矢量在碼書(shū)中查找與其失真最小的碼字。 解碼解碼：進(jìn)行碼書(shū)索引分配。進(jìn)行碼書(shū)索引分配。矢量量化過(guò)程矢量量化過(guò)程圖像壓縮中的矢量量化n標(biāo)量量化：標(biāo)量量化：把每個(gè)像素的顏色用一個(gè)把每個(gè)像素的顏色用一個(gè)0 0到到2552

31、55之間的整數(shù)值之間的整數(shù)值表示。表示。n矢量量化：矢量量化：把幾個(gè)像素組成的像素塊，用一個(gè)特定碼書(shū)中把幾個(gè)像素組成的像素塊，用一個(gè)特定碼書(shū)中的碼字來(lái)表示，碼書(shū)中碼字的數(shù)目，一般遠(yuǎn)小于這些像素的碼字來(lái)表示，碼書(shū)中碼字的數(shù)目，一般遠(yuǎn)小于這些像素塊所有可能顏色的組合。塊所有可能顏色的組合。n在圖像壓縮中的矢量量化：在圖像壓縮中的矢量量化：原圖像原圖像將圖像分割成將圖像分割成nxn的方塊的方塊（矢量）（矢量）對(duì)每個(gè)方塊矢量，對(duì)每個(gè)方塊矢量，尋找與之最接近的尋找與之最接近的碼矢量，即碼矢量，即d(x, xk)最小最小碼書(shū)：碼書(shū)：xi i=1,2, , c用用k編碼方塊編碼方塊n如果一個(gè)如果一個(gè)2x2像

32、素的小塊像素的小塊，每像素有，每像素有8位位表示，則表示，則所有的像素塊的可能取值有：所有的像素塊的可能取值有：232=4G種，可以選種，可以選擇一個(gè)擇一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這個(gè)數(shù)的數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這個(gè)數(shù)的數(shù)n，作為碼書(shū)中碼的，作為碼書(shū)中碼的個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)，然后對(duì)圖像中的每個(gè)塊（矢量），用一個(gè)，然后對(duì)圖像中的每個(gè)塊（矢量），用一個(gè)碼書(shū)中的碼來(lái)近似，只需用這個(gè)碼的編號(hào)來(lái)編碼碼書(shū)中的碼來(lái)近似，只需用這個(gè)碼的編號(hào)來(lái)編碼這個(gè)圖像矢量即可，因此每一個(gè)小塊，最后都只這個(gè)圖像矢量即可，因此每一個(gè)小塊，最后都只需用需用log2n個(gè)位個(gè)位來(lái)表示，由此達(dá)到壓縮的目的。來(lái)表示，由此達(dá)到壓縮的目的。圖像壓縮中的矢量量化矢量量化編碼示例矢量

33、量化編碼示例原始原始?jí)嚎s壓縮 只傳遞碼字下標(biāo)，編碼效率高只傳遞碼字下標(biāo)，編碼效率高 同速率下，比標(biāo)量量化失真小同速率下，比標(biāo)量量化失真小 同失真情況下，比標(biāo)量量化所同失真情況下，比標(biāo)量量化所需傳輸速率高需傳輸速率高優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)碼書(shū)大小為碼書(shū)大小為512，碼字大小為碼字大小為4 4。圖像大小為圖像大小為 256 256，圖像分割成圖像分割成4 4子圖像塊，共子圖像塊，共有有64 64塊?？梢杂?jì)算原圖像塊。可以計(jì)算原圖像存儲(chǔ)空間為存儲(chǔ)空間為256 256 8。利用。利用矢量量化壓縮后，需要矢量量化壓縮后，需要64 64 9，既壓縮比為，既壓縮比為14.2。過(guò)程過(guò)程1個(gè)矢量個(gè)矢量 4 4 8 bits

34、9 bits小波變換編碼小波變換編碼利用小波分解，去掉圖像利用小波分解，去掉圖像高頻部分而保留低頻部分高頻部分而保留低頻部分壓縮比高，能保持圖壓縮比高，能保持圖像特征基本不變，抗像特征基本不變，抗干擾能力強(qiáng)。干擾能力強(qiáng)。高頻子圖像上高頻子圖像上大部分點(diǎn)數(shù)值大部分點(diǎn)數(shù)值接近零接近零第第一一次次壓壓縮縮第第二二次次壓壓縮縮圖像作小波分圖像作小波分解后，得到一解后，得到一系列不同分辨系列不同分辨率 的 子 圖 像率 的 子 圖 像高頻高頻低低頻頻原圖原圖新發(fā)展的編碼技術(shù)新發(fā)展的編碼技術(shù)用一個(gè)或幾個(gè)公式表示一個(gè)紋理用一個(gè)或幾個(gè)公式表示一個(gè)紋理或形狀圖像。一個(gè)分形是一個(gè)幾或形狀圖像。一個(gè)分形是一個(gè)幾何形

35、狀，其不規(guī)則形狀可用不同何形狀，其不規(guī)則形狀可用不同的尺度和角度重復(fù)出現(xiàn)的尺度和角度重復(fù)出現(xiàn)分形分形分形圖像生成即根據(jù)給定的公分形圖像生成即根據(jù)給定的公式產(chǎn)生一幅圖像的逆過(guò)程。尋式產(chǎn)生一幅圖像的逆過(guò)程。尋求求一幅圖像的一組分形一幅圖像的一組分形，該組，該組分形能夠重構(gòu)原整幅圖像。分形能夠重構(gòu)原整幅圖像。僅需存儲(chǔ)少量的數(shù)據(jù)，壓縮比高僅需存儲(chǔ)少量的數(shù)據(jù)，壓縮比高分形變換編碼分形變換編碼優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 訓(xùn)練完成，其計(jì)算過(guò)訓(xùn)練完成，其計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單程簡(jiǎn)單 壓縮以學(xué)習(xí)完成，能壓縮以學(xué)習(xí)完成，能提高編碼壓縮比提高編碼壓縮比 對(duì)信號(hào)統(tǒng)計(jì)特征無(wú)要對(duì)信號(hào)統(tǒng)計(jì)特征無(wú)要求，適合于任何圖像的求，適合于任何圖像的壓縮，壓縮比和

36、信噪比壓縮，壓縮比和信噪比可預(yù)先設(shè)置可預(yù)先設(shè)置優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編碼神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編碼Hopfield網(wǎng)網(wǎng)： 將圖像作為輸入矢量，二進(jìn)制代碼將圖像作為輸入矢量，二進(jìn)制代碼為輸出的最優(yōu)化求解問(wèn)題。為輸出的最優(yōu)化求解問(wèn)題。前向網(wǎng)絡(luò)法前向網(wǎng)絡(luò)法-BP網(wǎng)網(wǎng)：用前向網(wǎng)絡(luò)表示廣義變換，再：用前向網(wǎng)絡(luò)表示廣義變換，再用適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)算法學(xué)習(xí)訓(xùn)練，完成圖像壓縮。用適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)算法學(xué)習(xí)訓(xùn)練，完成圖像壓縮?？陀^(guān)保真度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則客觀(guān)保真度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則以輸入圖像和重建圖像之間數(shù)據(jù)的誤差為基礎(chǔ)，導(dǎo)出各種以輸入圖像和重建圖像之間數(shù)據(jù)的誤差為基礎(chǔ)，導(dǎo)出各種失真測(cè)度，如均方差、均方根誤差或均方信噪比的各種保失真測(cè)度，如均方差、均方根誤差或均方信

37、噪比的各種保真度準(zhǔn)則。保真度準(zhǔn)則可作為檢驗(yàn)圖像系統(tǒng)的一種量度。真度準(zhǔn)則。保真度準(zhǔn)則可作為檢驗(yàn)圖像系統(tǒng)的一種量度。平方誤差測(cè)度平方誤差測(cè)度最常見(jiàn)失真測(cè)度最常見(jiàn)失真測(cè)度信噪比信噪比均方誤差均方誤差 kiiixxXXD12)(),( 51205120251205120210)(log10ijijijijijxxxSNR512512)(512051202 ijijijxxMSE原始圖像原始圖像重建圖像重建圖像主觀(guān)保真度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則主觀(guān)保真度評(píng)價(jià)準(zhǔn)則圖像質(zhì)量的優(yōu)劣既與圖像的客觀(guān)保真度圖像質(zhì)量的優(yōu)劣既與圖像的客觀(guān)保真度有關(guān)，又與人的視覺(jué)生理特征有關(guān)。有關(guān)，又與人的視覺(jué)生理特征有關(guān)。 評(píng)優(yōu)尺度評(píng)優(yōu)尺度 評(píng)劣尺度

38、評(píng)劣尺度 相對(duì)評(píng)價(jià)尺度相對(duì)評(píng)價(jià)尺度電視電影協(xié)會(huì)對(duì)電視電影協(xié)會(huì)對(duì)重建圖像評(píng)價(jià)重建圖像評(píng)價(jià)主觀(guān)評(píng)價(jià)常受到圖像的內(nèi)容、類(lèi)型主觀(guān)評(píng)價(jià)常受到圖像的內(nèi)容、類(lèi)型復(fù)雜程度、測(cè)試環(huán)境等因素的影響復(fù)雜程度、測(cè)試環(huán)境等因素的影響測(cè)試條件及環(huán)境選擇測(cè)試條件及環(huán)境選擇電視屏的亮度和最高亮度，背景亮度、室內(nèi)照度、電視屏的亮度和最高亮度，背景亮度、室內(nèi)照度、圖像對(duì)比度、觀(guān)看距離、屏幕寬度圖像對(duì)比度、觀(guān)看距離、屏幕寬度壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮標(biāo)準(zhǔn) 1990年年12月通過(guò)的有關(guān)圖像（視頻）壓縮編碼的第一個(gè)國(guó)際月通過(guò)的有關(guān)圖像（視頻）壓縮編碼的第一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化建議，其中文名稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)化建議，其中文名稱(chēng)為“p 64kbit/s聲像服務(wù)用的視頻編

39、聲像服務(wù)用的視頻編解碼器解碼器”。H261主要對(duì)象是主要對(duì)象是m 64k bit/s 和和n 384kbit/s兩類(lèi)兩類(lèi)碼率，可用于可視電話(huà)、會(huì)議電視，圖像質(zhì)量要求不高，能在碼率，可用于可視電話(huà)、會(huì)議電視，圖像質(zhì)量要求不高，能在ISDN的的p 64kbit/s信道上進(jìn)行可視電話(huà)、會(huì)議電視等聲像服務(wù)。信道上進(jìn)行可視電話(huà)、會(huì)議電視等聲像服務(wù)。H261 建議建議JPEG標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)- Joint Photographic Expert Group1986年成立的聯(lián)合圖片專(zhuān)家組簡(jiǎn)稱(chēng)。年成立的聯(lián)合圖片專(zhuān)家組簡(jiǎn)稱(chēng)。1992年作為靜止圖像壓縮年作為靜止圖像壓縮算法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正式推出，中文名稱(chēng)為算法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正式

40、推出，中文名稱(chēng)為“連續(xù)色調(diào)靜止圖像的連續(xù)色調(diào)靜止圖像的數(shù)字壓縮與編碼數(shù)字壓縮與編碼”。它適合于各種不同類(lèi)型、分辨率要求的彩。它適合于各種不同類(lèi)型、分辨率要求的彩色和黑白靜止圖像，有多種編碼模式和數(shù)據(jù)格式。主要應(yīng)用于色和黑白靜止圖像，有多種編碼模式和數(shù)據(jù)格式。主要應(yīng)用于彩色傳真、靜止圖像、可視通信、印刷出版、新聞圖片、醫(yī)學(xué)彩色傳真、靜止圖像、可視通信、印刷出版、新聞圖片、醫(yī)學(xué)和衛(wèi)星圖像的傳輸、檢索和存儲(chǔ)。和衛(wèi)星圖像的傳輸、檢索和存儲(chǔ)。壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)- Moving Picture Expert Group活動(dòng)圖像專(zhuān)家組簡(jiǎn)稱(chēng)?；顒?dòng)圖像專(zhuān)家組簡(jiǎn)稱(chēng)。1993年正式通過(guò)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，

41、中文名稱(chēng)年正式通過(guò)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，中文名稱(chēng)為為“用于數(shù)字存儲(chǔ)媒體碼率約為用于數(shù)字存儲(chǔ)媒體碼率約為1.5M bit/s活動(dòng)圖像及其伴音的活動(dòng)圖像及其伴音的編碼編碼”。它包括系統(tǒng)、視頻、音頻以及測(cè)試和軟件實(shí)現(xiàn)等；主。它包括系統(tǒng)、視頻、音頻以及測(cè)試和軟件實(shí)現(xiàn)等；主要面向數(shù)字存儲(chǔ)媒體，應(yīng)用于多媒體計(jì)算機(jī)要面向數(shù)字存儲(chǔ)媒體，應(yīng)用于多媒體計(jì)算機(jī)MPC、教育與訓(xùn)練、教育與訓(xùn)練、演示與咨詢(xún)、創(chuàng)作與娛樂(lè)、電子出版物、數(shù)字視聽(tīng)系統(tǒng)、交互演示與咨詢(xún)、創(chuàng)作與娛樂(lè)、電子出版物、數(shù)字視聽(tīng)系統(tǒng)、交互式電視等領(lǐng)域。式電視等領(lǐng)域。MPEG-1技術(shù)比技術(shù)比H261有重大改進(jìn)發(fā)展。有重大改進(jìn)發(fā)展。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)1993年年11月

42、正式推出月正式推出,中文名稱(chēng)為中文名稱(chēng)為“活動(dòng)圖像及其伴音信息的活動(dòng)圖像及其伴音信息的通用編碼通用編碼”。它包括系統(tǒng)、視頻、音頻以及測(cè)試和軟件實(shí)現(xiàn)等。它包括系統(tǒng)、視頻、音頻以及測(cè)試和軟件實(shí)現(xiàn)等,與與MPEG-1后向兼容；其視頻編碼部分碼率為后向兼容；其視頻編碼部分碼率為410M bit/s，圖像，圖像質(zhì)量接近演播室質(zhì)量；技術(shù)比質(zhì)量接近演播室質(zhì)量；技術(shù)比MPEG-1和和H261有重大改進(jìn)和發(fā)有重大改進(jìn)和發(fā)展，成為一種從多媒體計(jì)算機(jī)到家用數(shù)字音像電子產(chǎn)品展，成為一種從多媒體計(jì)算機(jī)到家用數(shù)字音像電子產(chǎn)品,從寬從寬帶數(shù)字通信到視頻廣播及帶數(shù)字通信到視頻廣播及HDTV的通用共性關(guān)鍵技術(shù)。的通用共性關(guān)鍵技

43、術(shù)。壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4 交互式的多媒體交互式的多媒體內(nèi)容交互性；多媒體數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)；碼流操作和編輯；內(nèi)容交互性；多媒體數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)；碼流操作和編輯； 高效壓縮算法；高效壓縮算法； 自然的與合成的圖像編碼及其混合編碼；自然的與合成的圖像編碼及其混合編碼； 通用的可接性。通用的可接性。特點(diǎn)特點(diǎn)MPEG-7 多媒體信息內(nèi)容的描述接口多媒體信息內(nèi)容的描述接口數(shù)字化圖書(shū)館（圖像庫(kù)、音樂(lè)字典等）數(shù)字化圖書(shū)館（圖像庫(kù)、音樂(lè)字典等）多媒體目錄服務(wù)多媒體目錄服務(wù)廣播式媒體選擇（廣播和電視頻道選擇）廣播式媒體選擇（廣播和電視頻道選擇）多媒體編輯（電子新聞）多媒體編輯（電子新聞）壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮標(biāo)準(zhǔn)JBIG標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)

44、Joint Bi-level Image Group聯(lián)合二值化圖像專(zhuān)家組簡(jiǎn)稱(chēng)。聯(lián)合二值化圖像專(zhuān)家組簡(jiǎn)稱(chēng)。1991年年9月推出，用于二值月推出，用于二值圖像壓縮編碼，是一種傳真圖像壓縮新標(biāo)準(zhǔn)。圖像壓縮編碼，是一種傳真圖像壓縮新標(biāo)準(zhǔn)。 無(wú)失真編碼，編碼效率高，能自適應(yīng)圖像特征；無(wú)失真編碼，編碼效率高，能自適應(yīng)圖像特征；適用于圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的瀏覽；適用于圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的瀏覽； 灰度和彩色圖像的信息保持型編碼。效率不低于灰度和彩色圖像的信息保持型編碼。效率不低于 JPEG 的無(wú)失真模式。的無(wú)失真模式。特點(diǎn)特點(diǎn)壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)圖像壓縮技術(shù)評(píng)價(jià)圖像壓縮技術(shù)壓縮比（比特率）壓縮比（比特率）壓縮時(shí)間壓縮時(shí)間壓縮質(zhì)

45、量（保真度）壓縮質(zhì)量（保真度）TIFFGIFBMPJPEGGIF圖像文件格式圖像文件格式1987年，年，CompuServe 公司為方便網(wǎng)絡(luò)以及公司為方便網(wǎng)絡(luò)以及BBS用戶(hù)傳送圖像數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的文件格式用戶(hù)傳送圖像數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的文件格式 - Graphics Interchange Format特點(diǎn)特點(diǎn)文字疊加功能；文字疊加功能； 改進(jìn)的改進(jìn)的LZW壓縮算法處理圖像數(shù)據(jù)；壓縮算法處理圖像數(shù)據(jù)； 一個(gè)文件同時(shí)存儲(chǔ)多幅圖像；一個(gè)文件同時(shí)存儲(chǔ)多幅圖像； 支持交錯(cuò)圖像生成，適合于圖像傳輸類(lèi)應(yīng)用；支持交錯(cuò)圖像生成，適合于圖像傳輸類(lèi)應(yīng)用； 為圖像傳輸格式設(shè)計(jì)，使用順序文件組織方式。為圖像傳輸格式設(shè)計(jì)，使用順序

46、文件組織方式。GIF圖像文件結(jié)構(gòu)圖像文件結(jié)構(gòu)文件標(biāo)識(shí)塊文件標(biāo)識(shí)塊邏輯屏幕描述塊邏輯屏幕描述塊可選擇的調(diào)色板數(shù)據(jù)塊可選擇的調(diào)色板數(shù)據(jù)塊圖像數(shù)據(jù)塊圖像數(shù)據(jù)塊結(jié)束碼的尾塊結(jié)束碼的尾塊固固定定順順序序五五大大部部分分特殊的特殊的標(biāo)識(shí)碼標(biāo)識(shí)碼或或特征碼特征碼塊塊GIF圖像文件格式圖像文件格式 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)C多幅圖像的保存多幅圖像的保存C 提供足夠的信息，結(jié)構(gòu)性好提供足夠的信息，結(jié)構(gòu)性好C允許差別較大的允許差別較大的I/O設(shè)備交換圖像設(shè)備交換圖像 缺點(diǎn)缺點(diǎn)I 不提供保存灰度或彩色校正表不提供保存灰度或彩色校正表I 不能保存不能保存CMYK 數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)或HIS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)I 只能保存只能保存256種種24位彩色位彩

47、色TIFF圖像文件格式圖像文件格式1986年，年，Aldus 公司設(shè)計(jì)的一種通用的位映公司設(shè)計(jì)的一種通用的位映射圖像文件格式射圖像文件格式 - Tagged Image File Format特點(diǎn)特點(diǎn) 一個(gè)文件中保存多幅圖像；一個(gè)文件中保存多幅圖像； 支持任何尺寸的圖像；支持任何尺寸的圖像； 支持多種壓縮方法，靈活性好，適應(yīng)范圍廣；支持多種壓縮方法，靈活性好，適應(yīng)范圍廣； 為圖像存儲(chǔ)格式設(shè)計(jì)，使用隨機(jī)組織方式；為圖像存儲(chǔ)格式設(shè)計(jì)，使用隨機(jī)組織方式； 獨(dú)立于計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)和圖形硬件。獨(dú)立于計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)和圖形硬件。TIFF文件結(jié)構(gòu)文件結(jié)構(gòu) 文件頭文件頭 - 圖像文件頭圖像文件頭IFH

48、，8個(gè)字節(jié)組個(gè)字節(jié)組成，必須位于和成，必須位于和0相對(duì)的固定位置；相對(duì)的固定位置； 標(biāo)識(shí)信息區(qū)標(biāo)識(shí)信息區(qū) - 圖像文件目錄圖像文件目錄IFD，每一，每一組都由固定長(zhǎng)度組都由固定長(zhǎng)度12字節(jié)的標(biāo)記指針組成，字節(jié)的標(biāo)記指針組成，指向指向IFD目錄的信息指針；目錄的信息指針； 圖像數(shù)據(jù)區(qū)圖像數(shù)據(jù)區(qū) - 存放圖像數(shù)據(jù)的部分，存放圖像數(shù)據(jù)的部分，并指示并指示TIFF圖像文件的壓縮與保存、數(shù)據(jù)圖像文件的壓縮與保存、數(shù)據(jù)的排列方式以及圖像分割的方法等信息。的排列方式以及圖像分割的方法等信息。TIFF圖像文件格式圖像文件格式 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)C 適用范圍廣；適用范圍廣；C 獨(dú)立于計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)和圖形硬件；獨(dú)立于計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)和圖形硬件；C 能保存黑白、灰度及彩色圖像；能保存黑白、灰度及彩色圖像；C 用作進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的位圖格式。用作進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的位圖格式。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)I TIFF的任選項(xiàng)及變種帶來(lái)解碼困難；的任選項(xiàng)及變種帶來(lái)解碼困難；I TIFF文件格式可定義而變得文件格式可定義而變得“模糊模糊”BMP圖像文件格式圖像文件格式微軟公司為微軟公司為Windows環(huán)境設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)圖像格環(huán)境設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)圖像格式，而且式，而且Windows系統(tǒng)軟件中內(nèi)含了一系列系統(tǒng)軟件中內(nèi)含了一系列支持支持BMP