數(shù)據(jù)壓縮預(yù)測編碼_第1頁
數(shù)據(jù)壓縮預(yù)測編碼_第2頁
數(shù)據(jù)壓縮預(yù)測編碼_第3頁
數(shù)據(jù)壓縮預(yù)測編碼_第4頁
數(shù)據(jù)壓縮預(yù)測編碼_第5頁
已閱讀5頁,還剩30頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

第5章預(yù)測編碼

具有M種取值的符號序列,第L符號的熵滿足:預(yù)測

1第5章預(yù)測編碼

5.1DPCM基本原理工作過程:1)先發(fā)送

2)在基礎(chǔ)上進行預(yù)測,得到預(yù)測值;3)差分,量化和編碼4)重復(fù)一樣的過程,預(yù)測器必須相同

25.2最佳線性預(yù)測非時變線性預(yù)測:預(yù)測誤差:一、MMSE線性預(yù)測預(yù)測誤差的均方值MSE最小的必要條件35.2最佳線性預(yù)測定義自相關(guān)函數(shù)得到由于自相關(guān)函數(shù)滿足當(dāng)廣義平穩(wěn)時有45.2最佳線性預(yù)測得到實對稱的Toeplitz矩陣,正定,可逆。如果各態(tài)歷經(jīng)的且N足夠大由上述方法求出的最佳預(yù)測系數(shù)得到的最小均方誤差55.2最佳線性預(yù)測二、預(yù)測階數(shù)的選擇當(dāng)N

足夠大使預(yù)測誤差不相關(guān)再增大N不會使均方誤差在減小。若為N

階馬爾克夫過程,則用N階預(yù)測。例5-2設(shè)為一階馬爾克夫序列,其相關(guān)系數(shù)求解的公式若N=1,則65.2最佳線性預(yù)測誤差:有若加大N=2,與N=1時的預(yù)測表達式完全相等。75.3音頻信號與聽覺感知人耳可聽到的聲音頻率范圍:20Hz~20KHz一、語音信號的時域冗余度1、幅度非均勻分布2、樣本間的相關(guān)性3、基音之間的相關(guān)性語音濁音(嗓音)清音(非嗓音)4、話音間隔5、長時自相關(guān)函數(shù)85.3音頻信號與聽覺感知二、語音信號的頻域冗余度1、非均勻的長時功率譜密度2、語音特有的短時功率譜密度95.3音頻信號與聽覺感知三、單音的聽覺感知人類聽覺系統(tǒng)(HAS,HumanAuditorySystem)帶通濾波器組,一系列帶寬遞增的帶通濾波器組成

可聞閾(聽覺閾):人耳剛能聽見的聲壓級疼痛閾:使人耳有痛感的聲壓級聽覺范圍:疼痛閾和可聞閾之差HAS表現(xiàn)特性(純音)1)響度:與頻率有關(guān)1kHz/10dB200Hz/30dB

2)頻率:可聞閾與頻率有關(guān)2~4kHZ低<40Hz或>16kHz高

3)相位:對相位感知不敏感105.3音頻信號與聽覺感知三、多音的掩蔽效應(yīng)

掩蔽效應(yīng):一個聲音的存在會影響人耳對另一個聲音的聽覺能力。掩蔽閾:單音都有一個掩蔽閾其聲壓級越高,對其周圍頻率聲音的掩蔽效應(yīng)越強。

115.4語音信號的預(yù)測編碼一、基于預(yù)測的語音壓縮技術(shù)

波形編碼:被編碼的語音信號與重建信號波形基本相同。

語聲編碼:重建信號聽起來與原始聲音基本一樣

混合編碼:綜合兩種方法。幾個階段:1)增量調(diào)制DM,Deltamodulation

125.4語音信號的預(yù)測編碼2)DPCM3)ADPCM預(yù)測器或量化器中引入自適應(yīng)調(diào)節(jié)1986-1990ITU-T制定的語音編碼標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)基礎(chǔ)4)LPC聲碼器:不傳送預(yù)測誤差,傳送參數(shù)波形編碼參數(shù)編碼135.4語音信號的預(yù)測編碼5)混合編碼RELP:殘差激勵線性預(yù)測CELP:碼激勵線性預(yù)測(1984提出)LD-CELP:低時延的碼激勵線性預(yù)測(G.728建議,1992)ACELP:代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(G.723.1建議,1996)CS-ACELP:共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(G.729建議,1996)145.5靜止圖像的預(yù)測編碼一、預(yù)測器設(shè)計

1、預(yù)測器一維預(yù)測:二維預(yù)測:三維預(yù)測:2、相關(guān)性的強弱3、階數(shù)選擇4、預(yù)測器實現(xiàn)5、系數(shù)確定155.5靜止圖像的預(yù)測編碼二、JPEG無損壓縮模式空間域無量化DPCM,Huffman或算術(shù)編碼165.5靜止圖像的預(yù)測編碼三、JPEG-LS壓縮標(biāo)準(zhǔn)近無損、無損壓縮標(biāo)準(zhǔn),1998正式公布JPEG-LS編碼系統(tǒng)1)基于上下文的建模計算其鄰域點變化量判斷進入預(yù)測還是游程175.5靜止圖像的預(yù)測編碼2)預(yù)測自適應(yīng)非線性預(yù)測

=3)常規(guī)模式的誤差編碼4)游程模式185.6視頻信號與視覺感知一、電視信號概述PAL25幀/s625行視頻帶寬6M

195.6視頻信號與視覺感知二、數(shù)字化格式CCIT601:對彩色電視信號的亮度和色差采樣編碼采樣頻率:13.5MHz(亮度)205.6視頻信號與視覺感知采樣頻率:13.5MHz(亮度)采樣定理行頻的整數(shù)倍兼容三種國際標(biāo)準(zhǔn)制式取樣結(jié)構(gòu):4:4:44:2:24:1:1數(shù)碼率:r=(13.5+6.75+6.75)*8=216Mb/sr=3*13.5*8=324Mb/s215.6視頻信號與視覺感知三、電視信號的冗余度空間冗余:時間冗余(幀間冗余):

幀間差值對相鄰兩幀圖像進行測試黑白圖像:幀間差值超過3的像素不到4%變化劇烈的彩色序列:亮度>6只有7.5%色度只有千分之7.5可視電話,電視會議225.6視頻信號與視覺感知四、人的視覺感知特性彩色電視信號的數(shù)碼率人類視覺系統(tǒng)(HVS,humanvisualsystem)1)亮度掩蔽特性:背景較明或較暗時,人眼對亮度分辨能力下降。2)空間掩蔽特性:隨著空間變化頻率的提高,人眼對亮度(灰度)分辨能力下降3)時間掩蔽特性:隨著時間變化頻率的提高,人眼對細節(jié)和亮度分辨能力下降235.7活動圖像的預(yù)測編碼一、幀間預(yù)測編碼1、發(fā)展2、編碼方法1)條件幀修補法2)運動補償預(yù)測電視圖像特點(可視電話、電視會議和電視等)背景區(qū):運動物體區(qū):暴露區(qū):245.7活動圖像的預(yù)測編碼3、運動補償預(yù)測組成1)圖像分割:把圖像分為靜止和運動兩部分.2)運動估值:估計物體的位移量,得到運動矢量.3)運動補償:用運動矢量補償物體的運動效果,再預(yù)測.4)編碼:幀間運動誤差和運動矢量.255.7活動圖像的預(yù)測編碼二、快匹配運動估值對當(dāng)前幀的每一個子塊,在上一幀某一搜索范圍內(nèi)尋找最優(yōu)匹配,該子塊和最優(yōu)匹配塊之間的位移就是運動矢量。265.7活動圖像的預(yù)測編碼1)判斷準(zhǔn)則歸一化互相關(guān)函數(shù)(NCCF)均方誤差(MSE)最小絕對差(MAD)275.7活動圖像的預(yù)測編碼2)搜索策略全局搜索法(FullSearchMethod,F(xiàn)S)二維對數(shù)搜索法(Two-DimensionalLogarithmic,TDL基本思想:從原點開始,以“十”字形分布的五個點構(gòu)成每次搜索的點群,通過快速搜索跟蹤最小塊誤差MAD點。Step1:從原點開始,選取一定的步長,以十字形分布的五個點處進行MAD值的計算并比較。Step2:若MBD點在邊緣四個點處,則以該點為中心點,保持步長不變,重新搜索十字形分布的五個點;若MBD點位于中心點,則保持中心點位置不變,將十字點群的步長減半,并在五個點處計算。Step3:若步長為1,在中心及周圍8個點處找出MBD點,該點所在位置即對應(yīng)最佳匹配點,算法結(jié)束;否則重復(fù)Step2。285.7活動圖像的預(yù)測編碼[0,-4]、[+4,-4]、[+6,-4]是每個搜索階段的最小塊誤差點若[+5,-4]是8個點中的最小MBD,則運動矢量為[+5,-4],295.7活動圖像的預(yù)測編碼2)搜索策略三步搜索法(ThreeStepSearch,TSS)四步搜索法(FourStepSearch,F(xiàn)SS)基于塊的梯度下降搜索法(Block-BasedGradientDescentSearch,BBGDS)菱形搜索法(DiamondSearch)基本思想:兩種搜索模板,5個檢測點的小模板SDSM和9個檢測點的大模板LDSM。搜索時先用大模板計算,當(dāng)最小塊誤差MAD點出現(xiàn)在中心點處時,將大模板LDSM換為SDSM,再進行匹配計算,這時5個點中的MAD即為最優(yōu)匹配點。305.7活動圖像的預(yù)測編碼菱形搜索法SDSMLDSM315.7活動圖像的預(yù)測編碼3)塊的劃分H261,MPEG1,216*16H26316*16高級預(yù)測模式4個8*8H2647種模式325.8高光譜遙感圖像的預(yù)測編碼對同一對象(區(qū)域或目標(biāo))在多個窄光譜波段范圍上獲得的圖像。一、特點1)三維空間冗余譜間冗余2)豐富紋理信息,空間相關(guān)性較弱各波段的成像對象是同一地物,在結(jié)構(gòu)上具有相似性3)預(yù)測、變換和矢量量化等方法去除兩種冗余4)無損壓縮、近無損壓縮。二、DPCM預(yù)測335.8高光譜遙感圖像的預(yù)測編碼三、最小絕對權(quán)值(MAW)預(yù)測樹方法1、原理把一幅圖像看作一個加權(quán)圖

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論