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文檔簡(jiǎn)介
第四章多媒體數(shù)據(jù)壓縮基礎(chǔ)
4.1圖像數(shù)據(jù)壓縮基礎(chǔ)
必要性:多媒體數(shù)據(jù)量非常龐大,存儲(chǔ)、傳輸困難。
壓縮的前提:聲音、圖像數(shù)據(jù)存在大量冗余
壓縮的目的:消除冗余,便于存儲(chǔ)和傳輸4.2冗余種類
一統(tǒng)計(jì)冗余:圖像數(shù)據(jù)存在大量的統(tǒng)計(jì)特征的重復(fù)。包括空間上的冗余和時(shí)間上的冗余
二信息熵冗余
信息熵定義為一組數(shù)據(jù)所表示的信息量
這種碼元編碼長(zhǎng)度的不經(jīng)濟(jì)帶來的冗余稱為信息熵冗余
三結(jié)構(gòu)冗余
圖像大面積上存在著重復(fù)出現(xiàn)的相同或相近的紋理結(jié)構(gòu),稱為結(jié)構(gòu)冗余四知識(shí)冗余
人對(duì)圖像的理解與圖像所表現(xiàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)知識(shí)有相當(dāng)大的相關(guān)性,從中可以總結(jié)出某種規(guī)律性變化五視覺冗余
圖像數(shù)據(jù)中存在著大量人眼覺察不到的細(xì)節(jié)
4.3圖像數(shù)據(jù)壓縮算法
數(shù)據(jù)編碼的前提:數(shù)字化壓縮算法標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià):
壓縮比指壓縮編碼后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)大小的比值
算法的復(fù)雜性和運(yùn)算速度
失真度要求:壓縮比要大。既壓縮前后所需的信息存儲(chǔ)量之比要大
實(shí)現(xiàn)壓縮的算法要簡(jiǎn)單,壓縮/解壓縮速度要快,盡可能地做到適時(shí)壓縮/解壓縮
恢復(fù)效果要好,盡可能恢復(fù)原來的數(shù)據(jù)4.4編碼的分類:(按編碼前后數(shù)據(jù)是否一致分類)
1)無損編碼:解碼后的數(shù)據(jù)與編碼前的數(shù)據(jù)完全一致,沒有任何失真
2)有損編碼:解碼后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)有一定程度的失真
4.5常用編碼方法
1行程長(zhǎng)度編碼(游程編碼)
編碼方法:將一系列重復(fù)值用一個(gè)單獨(dú)的值再加上一個(gè)計(jì)數(shù)值來取代
aaaabbccccccc4a2b7c
011011011011100011
此法對(duì)于長(zhǎng)重復(fù)值串壓縮編碼很有效例:有一線狀圖像,其灰度隨長(zhǎng)度坐標(biāo)的關(guān)系如圖
011,011,011,011,101,101,101
100,011,011,1013預(yù)測(cè)編碼預(yù)測(cè):用先前像素?cái)?shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)計(jì),將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)的差值進(jìn)行熵編碼
差分編碼調(diào)制(DPCM)其基本原理是基于圖像中相連像素之間的相關(guān)性,每個(gè)像素可通過與之相關(guān)的幾個(gè)像素來作預(yù)測(cè)。例:假設(shè)輸入信號(hào)已經(jīng)量化差值不再進(jìn)行量化。系統(tǒng)輸入為(0,1,2,1,1,2,3,3,4,4…..)x(n)0121123344……x`(n)0012112334……d(n…
例對(duì)下列數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼x(n)0112234544……x`(n)……d(n)……2哈夫曼編碼
基本思路:出現(xiàn)頻率越高的值其對(duì)應(yīng)的編碼長(zhǎng)度越短,反之出現(xiàn)頻率越低的值其對(duì)應(yīng)的編碼長(zhǎng)度越長(zhǎng)編碼步驟1統(tǒng)計(jì)信號(hào)源出現(xiàn)的概率
2將信號(hào)源符號(hào)按概率遞減順序排列
3把兩個(gè)最小的概率值加起來,作為一個(gè)新組合符號(hào)的概率
4重復(fù)步驟2、3,直到概率和達(dá)到1為止
5在每次合并信號(hào)源時(shí),將合并的信號(hào)源分別標(biāo)記1和0
6尋找從每一信號(hào)源符號(hào)到概率為1的路徑,記錄下路徑上的1和0
7對(duì)每一符號(hào)寫出1和0序列4模型法編碼
模型法編碼是利用計(jì)算機(jī)視覺和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的知識(shí)對(duì)圖像信號(hào)的分析與合成.
模型法編碼的關(guān)鍵是對(duì)特定的圖像建立模型,并根據(jù)這個(gè)模型確定圖像中景物的特征參數(shù)。解碼時(shí)利用圖像合成技術(shù)重建圖像.
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