多媒體技術(shù)好資源第03講多媒體數(shù)據(jù)壓縮基礎(chǔ)

第3章多媒體數(shù)據(jù)壓縮基礎(chǔ)3.1

媒體元素的特點3.2數(shù)據(jù)壓縮編碼簡介3.3統(tǒng)計編碼3.4預(yù)測編碼

3.5變換編碼

第一頁，共六十頁。

媒體元素的特點3.11.文本——是以文字和各種專用符號表達(dá)的信息形式，它是現(xiàn)實生活中使用得最多的一種信息存儲和傳遞方式。用文本表達(dá)信息給人充分的想象空間，它主要用于對知識的描述性表示，如闡述概念、定義、原理和問題以及顯示標(biāo)題、菜單等內(nèi)容。2.圖形——是指由外部輪廓線條構(gòu)成的矢量圖。即由計算機(jī)繪制的直線、圓、矩形、曲線、圖表等。3.圖像——是多媒體中最重要的信息表現(xiàn)形式之一，它是決定一個多媒體軟件視覺效果的關(guān)鍵因素。

4.視頻——指將一系列的靜態(tài)影像以電信號方式加以捕捉，紀(jì)錄，處理，儲存，傳送，與重現(xiàn)的各種技術(shù)。5.音頻——按表達(dá)形式，聲音分為講解、音樂、效果三類。

6.動畫——動畫是利用人的視覺暫留特性，快速播放一系列連續(xù)運(yùn)動變化的圖形圖像，也包括畫面的縮放、旋轉(zhuǎn)、變換、淡入淡出等特殊效果。

第二頁，共六十頁。數(shù)據(jù)壓縮編碼簡介（1）數(shù)據(jù)壓縮的必要性

圖像信號：黑白480×360，8bit； 大小是480×360÷1024=168.45KB 彩色大小是480×360×3÷1024=506.25KB 視頻：PAL制每秒數(shù)據(jù)量506.25KB×25幀/秒=12.36MB/s（2）數(shù)據(jù)壓縮的可能性

空間冗余 時間冗余結(jié)構(gòu)冗余視覺冗余知識冗余信息熵冗余3.2第三頁，共六十頁。數(shù)據(jù)壓縮的可能性P16●[1]空間冗余——規(guī)則物體的物理相關(guān)性[2]時間冗余——視頻與動畫畫面間的相關(guān)性[3]統(tǒng)計冗余——具有空間冗余和時間冗余[6]視覺冗余——視覺、聽覺敏感度和非線性感覺[7]知識冗余——憑借經(jīng)驗識別[4]結(jié)構(gòu)冗余——規(guī)則紋理、相互重疊的結(jié)構(gòu)表面[5]信息熵冗余——編碼冗余，數(shù)據(jù)與攜帶的信息10110001110010110001110001011010101010111100010111111010224色28色聲音頻率文字組句色彩漸變主觀意識::教學(xué)進(jìn)程第四頁，共六十頁。（1）空間冗余靜態(tài)圖像中存在的最主要的一種數(shù)據(jù)冗余在同一幅圖像中，規(guī)則物體和規(guī)則背景的表面物理特性具有相關(guān)性即對同一景物表面上采樣點的顏色之間存在著空間連貫性例如：圖像中一片連續(xù)的區(qū)域，其像素為相同的顏色—空間冗余數(shù)據(jù)壓縮的可能性P16●第五頁，共六十頁。（2）時間冗余序列圖像(電視圖像、動畫)和語音數(shù)據(jù)中所經(jīng)常包含的冗余一組連續(xù)的畫面之間往往存在著時間和空間的相關(guān)性例如：唱歌的歌手、兩人談話時背景一致等數(shù)據(jù)壓縮的可能性P16●第六頁，共六十頁。（3）統(tǒng)計冗余是空間冗余和時間冗余的總稱。在數(shù)據(jù)處理時，往往采用統(tǒng)計事件出現(xiàn)概率的辦法來鑒別空間冗余和時間冗余，因此空間冗余和時間冗余具有統(tǒng)計特性。數(shù)據(jù)壓縮的可能性P16●第七頁，共六十頁。（4）結(jié)構(gòu)冗余在某些場景中，存在著明顯的分布模式——結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)可以通過特定的過程來生成例如：方格狀的地板，蜂窩，磚墻等數(shù)據(jù)壓縮的可能性P16●第八頁，共六十頁。（5）信息熵冗余信息熵：一組數(shù)據(jù)所攜帶的信息量。冗余的產(chǎn)生是因為：在信源符號的表示過程中未遵循信息論下最優(yōu)編碼而造成。通過熵編碼進(jìn)行壓縮數(shù)據(jù)壓縮的可能性P16●第九頁，共六十頁。（6）視覺冗余可以根據(jù)這些視覺特性來對圖象信息進(jìn)行取舍人類的視覺系統(tǒng)對圖像場的敏感性：非均勻和非線性的對亮度變化敏感，而對色度的變化相對不敏感在高亮度區(qū)，人眼對亮度變化敏感度下降對物體邊緣敏感，內(nèi)部區(qū)域相對不敏感對整體結(jié)構(gòu)敏感，而對內(nèi)部細(xì)節(jié)相對不敏感數(shù)據(jù)壓縮的可能性P16●第十頁，共六十頁。（7）知識冗余有許多圖像的理解與某些基礎(chǔ)知識有相當(dāng)大的相關(guān)性這類規(guī)律性的結(jié)構(gòu)可以由先驗知識和背景知識得到例如：人臉的圖像知識冗余是模型編碼的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)壓縮的可能性P16●第十一頁，共六十頁。●多媒體數(shù)據(jù)壓縮的性能指標(biāo)●壓縮比●壓縮性能常常用壓縮比定義(輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)比)例：512×480，24bit/pixel(bpp)輸出15000byte輸入＝737280byte壓縮比＝737280/15000＝49教學(xué)進(jìn)程節(jié)省圖象或視頻的存儲容量，增加訪問速度，使數(shù)字視頻能在PC機(jī)上實現(xiàn)，需要進(jìn)行視頻和圖象的壓縮。有三個關(guān)鍵參數(shù)評價一個壓縮系統(tǒng)：壓縮比、圖象質(zhì)量、壓縮和解壓的速度，第十二頁，共六十頁?！駢嚎s質(zhì)量●壓縮方法分為無損壓縮和有損壓縮，對于有損壓縮：失真情況很難量化，只能對測試的圖象進(jìn)行估計。模擬圖象質(zhì)量的指標(biāo)：信噪比、分辨率、顏色錯，但必須在觀察了實際圖象以后。教學(xué)進(jìn)程●壓縮和解壓縮速度●在許多應(yīng)用中，壓縮和解壓可能不同時用，在不同的位置不同的系統(tǒng)中。所以，壓縮、解壓速度分別估計。靜態(tài)圖象中，壓縮速度沒有解壓速度嚴(yán)格；動態(tài)圖象中，壓縮、解壓速度都有要求，因為需實時地從攝像機(jī)或VCR中抓取動態(tài)視頻?！穸嗝襟w數(shù)據(jù)壓縮的性能指標(biāo)第十三頁，共六十頁。（3）數(shù)據(jù)壓縮編碼分類無損壓縮指使用壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)(或者叫做還原，解壓縮)，重構(gòu)后的數(shù)據(jù)與原來的數(shù)據(jù)完全相同。無損壓縮算法一般壓縮比2～4。常用的無損壓縮算法有霍夫曼(Huffman)算法和LZW(Lenpel-Ziv&Welch)壓縮算法。有損壓縮指使用壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)，重構(gòu)后的數(shù)據(jù)與原來的數(shù)據(jù)有所不同，但不影響人對原始資料表達(dá)的信息造成誤解。圖像和聲音的壓縮就可以采用有損壓縮，因為其中包含的數(shù)據(jù)往往多于我們的視覺系統(tǒng)和聽覺系統(tǒng)所能接收的信息，丟掉一些數(shù)據(jù)而不至于對聲音或者圖像所表達(dá)的意思產(chǎn)生誤解，但可大大提高壓縮比。3.2數(shù)據(jù)壓縮編碼簡介第十四頁，共六十頁。壓縮技術(shù)分類通用數(shù)據(jù)壓縮（均為無損壓縮）多媒體數(shù)據(jù)壓縮（無損和有損壓縮）基于統(tǒng)計模型的壓縮技術(shù)基于字典模型的壓縮技術(shù)Huffman編碼算術(shù)編碼LZ77LZ78LZW圖像壓縮音頻和視頻壓縮MPEG等二值圖像CCITTJBIG等灰度圖像FELICSJPEG等彩色圖像RLE編碼JPEG等矢量圖像PostScriptWMFCAD等第十五頁，共六十頁。壓縮技術(shù)的應(yīng)用電報、傳真(CCITT)通訊(Modem/網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)存儲(壓縮池)文件系統(tǒng)(壓縮扇區(qū))圖像(GIF/TIFF/JPEG)音頻(MP3)視頻(MPEG/RM)數(shù)據(jù)庫(B+樹)歸檔(TAR/ZIP)密碼學(xué)(消除數(shù)據(jù)的原始特征)全文索引(倒排索引表)編譯(JAVA)程序設(shè)計(算法/空間和時間效率)人工智能(專家系統(tǒng)/知識樹)第十六頁，共六十頁。壓縮編碼分類（按長度）等長編碼ASCII編碼 不等長編碼編碼長度是不等長的常見編碼如Huffman編碼第十七頁，共六十頁。等長與不等長編碼例如：符號序列x=“aa

bb

cccc

dddd

eeeeeeee”采用ASCII編碼：a=01100001b=01100010c=01100011d=01100100e=01100101空=00100000等長編碼：24*8=192bit如用后3位進(jìn)行編碼只需要3*24=72bit壓縮比為：72/192=第十八頁，共六十頁。等長與不等長編碼不等長編碼方法字符次數(shù)概率碼字 字長E 8 1/3 0 1D 4 1/6 100 3C 4 1/6 101 3空 4 1/6 110 3a 2 1/12 1110 4B 2 1/12 1111 4需要空間：1*8+3*4+3*4+3*4+2*4+2*4=60平均碼長=總位數(shù)/字符出現(xiàn)次數(shù)=60/24=2.5第十九頁，共六十頁。不等長碼唯一性問題字符 碼1 碼2 碼3 A 0 0 0B 10 10 01C 110 11 011D 1110 01 111對序列010110譯碼碼1 abc碼2 daca或ddb或abca碼3 bca第二十頁，共六十頁。3.3統(tǒng)計編碼

（1）信息熵與信息量 信息量是指從N個相等的可能事件中選出一個事件所需要的信息度量或含量，也就是在辨識N個事件中特定的一個事件的過程中所需要提問“是或否”的最少次數(shù)。 設(shè)從N個數(shù)中選定任一個數(shù)xj的概率為p（xj），假定選定任意一個數(shù)的概率都相等，即p（xj）＝1/N，因此定義其信息量為:

P(xj)是信源X發(fā)出xj的概率。I(xj)的含義是，信源X發(fā)出xj這個消息（隨機(jī)事件）后，接收端收到信息量的量度。第二十一頁，共六十頁。（1）信息熵與信息量 來源于40年代由ClaudeShannon創(chuàng)立的信息論中的一條定理，這一定理借用了熱力學(xué)中的名詞“熵”(Entropy)來表示一條信息中真正需要編碼的信息量。信源S發(fā)出的xj（j=1,2,…,n）共n個隨機(jī)事件的自信息統(tǒng)計平均，即

H(X)稱為信源X的“熵”，即信源X發(fā)出任意一個隨機(jī)變量的平均信息量。其中：等概率事件的熵最大，為：當(dāng)P(x1)＝1時，P(x2)＝P(x3)＝…＝P(xj)＝0，由（4-6）式得此時熵為由上可得熵的范圍為：3.3統(tǒng)計編碼

第二十二頁，共六十頁。平均碼長與熵關(guān)系 在編碼中用熵值來衡量是否為最佳編碼。若以Lc表示編碼器輸出碼字的平均碼長，則當(dāng) Lc≥H(S)有冗余，不是最佳。 Lc＜H(S)不可能。 Lc＝H(S)最佳編碼（Lc稍大于H(S)）。 熵值為平均碼長Lc的下限。平均碼長Lc的計算公式為其中：P(xj)是信源X發(fā)出xj的概率，L(xj)為xj的編碼長。（j=1,2,…,n）3.3統(tǒng)計編碼

第二十三頁，共六十頁。熵的計算范例例：對信息aabbaccbaa，字符串長度為10，字符a、b、c分別出現(xiàn)了5、3、2次，則Ia=-log2(0.5)=1Ib=-log2(0.3)=1.737Ic=-log2(0.2)=2.322H（S）=0.5Ia+0.3Ib+0.2Ic=1.4855如采用等長編碼，則每個字符需要２位；總的碼長:L=5*２+3*２+2*２

=２０位對比一下，我們用ASCII編碼表示該信息需要80位第二十四頁，共六十頁。統(tǒng)計編碼（熵）統(tǒng)計編碼是根據(jù)消息出現(xiàn)概率的分布特性而進(jìn)行的壓縮編碼在消息和碼字間找到明確的一一對應(yīng)關(guān)系，以便恢復(fù)時能準(zhǔn)確無誤再現(xiàn)出來第二十五頁，共六十頁。技術(shù)準(zhǔn)備：編碼通過模型，我們可以確定對某一個符號該用多少位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼?，F(xiàn)在的問題是，如何設(shè)計一種編碼方案，使其盡量精確地用模型計算出來的位數(shù)表示某個符號。前綴編碼規(guī)則：任何一個符號的編碼都不是另一個符號編碼的前綴。最簡單的前綴編碼字符編碼A0B10C110D1110E1111011110111100010DABBDCEAAB第二十六頁，共六十頁。Shannon-Fano編碼采用從上到下的方法進(jìn)行編碼。仙農(nóng)-范諾(Shannon-Fano)算法：首先按照符號出現(xiàn)的頻度或概率排序，使用遞歸方法分成兩個部分，每一部分具有近似相同的次數(shù)（概率）當(dāng)概率和為1，進(jìn)行編碼第二十七頁，共六十頁。Shannon-Fano編碼例１有一幅40個象素組成的灰度圖像，灰度共有5級，分別用符號A、B、C、D和E表示，40個象素中出現(xiàn)灰度A的象素數(shù)有15個，出現(xiàn)灰度B的象素數(shù)有7個，出現(xiàn)灰度C的象素數(shù)有7個等等。如果用3個位表示5個等級的灰度值，也就是每個象素用3位表示，編碼這幅圖像總共需要120位。符號ABCD

E出現(xiàn)的次數(shù)157765H(S)=(15/40)*

(40/15)+(7/40)*

(40/7)+…

+(5/40)*

(40/5)=2.196

這就是說每個符號用2.196位表示，40個象素需用87.84位第二十八頁，共六十頁。Shannon-Fano編碼例１符號出現(xiàn)的次數(shù)(

)

分配的代碼需要的位數(shù)A15(0.375)1.41500030B7(0.175)2.51450114C7(0.175)2.51451014D6(0.150)2.736911018E5(0.125)3.000011115第二十九頁，共六十頁。Shannon-Fano編碼例２例題：cabcedeacacdeddaaabaababaaabbacdebaceada例子中的信息編碼為：1000011011111011100100010......碼長共91位，而使用ASCII編碼表示上述信息共需要320位a–16b–7c–6d–6e-5a–16b–7---------c–6-----d–6e-5a–00b–01c–10d–110e–111root0010111abcde0第三十頁，共六十頁。3.3統(tǒng)計編碼-霍夫曼編碼 依據(jù)信源字符出現(xiàn)的概率大小來構(gòu)造代碼，對出現(xiàn)概率較大的信源字符，給予較短碼長，而對于出現(xiàn)概率較小的信源字符，給予較長的碼長，最后使得編碼的平均碼字最短。第三十一頁，共六十頁。3.3統(tǒng)計編碼-霍夫曼編碼（2） 編碼過程——出現(xiàn)頻率高的數(shù)據(jù)編碼長度短，反之亦然[1]信號源的數(shù)據(jù)按照出現(xiàn)概率遞減的順序排列[2]合并兩個最小出現(xiàn)概率，作為新數(shù)據(jù)出現(xiàn)概率[3]重復(fù)進(jìn)行[1][2]，直至概率相加為1為止[4]合并運(yùn)算時，概率大者取0，概率小者取1[5]記錄概率為1處到信號源的0、1序列編碼特點[1]編碼長度可變，壓縮與解壓縮較慢[2]硬件實現(xiàn)困難[3]編碼效率取決于信號源的數(shù)據(jù)出現(xiàn)概率第三十二頁，共六十頁。例4-1：設(shè)輸入圖像的灰度級{a1,a2,a3,a4,a5,a6}出現(xiàn)的概率分別是0.4、0.2、0.12、0.15、0.1、0.03。試進(jìn)行哈夫曼編碼，并計算編碼效率、壓縮比、冗余度。

編碼步驟：（1）初始化，根據(jù)符號概率的大小按由大到小順序?qū)Ψ栠M(jìn)行排序，如圖4-2所示。（2）把概率小的兩個符號組成一個節(jié)點，如圖4-2中的a5、a6組成節(jié)點P1。（3）重復(fù)步驟2，得到節(jié)點P2、P3、P4、P5，形成一棵“樹”，其中P5為根節(jié)點。（4）從根節(jié)點P5開始到相應(yīng)于每個符號的“樹葉”，從上到下標(biāo)上1（上枝）或者0（下枝），至于哪個為1哪個為0則無關(guān)緊要，最后的結(jié)果僅僅是分配的代碼不同，而代碼的平均長度是相同的。最終編碼結(jié)果為：a1=1,a2=000, a3=011,a4=001,a5=0100, a6=0101

第三十三頁，共六十頁。由公式可求得圖像信源熵是：H(X)=

=-（0.4×log20.4+0.2×log20.2+0.12×log20.12+ 0.15×log20.15+0.1×log20.1+0.03×log20.03） =2.25bit根據(jù)哈夫曼編碼過程圖給出的結(jié)果，由公式（4-7）可求出它的平均碼字長度：Lc=0.4×1+0.2×3+0.15×3+0.12×3+0.1×4+0.03×4=2.33壓縮之前8個符號需要3個比特量化，經(jīng)過壓縮之后的平均碼字長度為2.33，由公式（4-10）得其壓縮比為：第三十四頁，共六十頁。Huffman編碼例題2：cabcedeacacdeddaaabaababaaabbacdebaceada

例子中的信息編碼為：101010010111111011101010101......碼長88位，比Shannon-Fano編碼略短一些a–16b–7c–6d–6e-5a–0b–100c–101d–110e–111root00111abcde001第三十五頁，共六十頁。整數(shù)位編碼與信息熵cabcedeacacdeddaaabaababaaabbacdebaceada該信息的熵經(jīng)計算可知為86.601位符號理想位數(shù)（熵）S-F編碼需要位數(shù)Huffman編碼需要位數(shù)a1.32221b2.51523c2.73723d2.73733e3.00033總計86.6019188第三十六頁，共六十頁。3.3統(tǒng)計編碼-算術(shù)編碼 假設(shè)某個字符的出現(xiàn)概率為80%，該字符事實上只需要-log2(0.8)=0.322個二進(jìn)制位進(jìn)行編碼 難道真的能只輸出0.322個0或0.322個1嗎？算術(shù)編碼的輸出是：一個小數(shù) 算術(shù)編碼對整條信息（無論信息有多么長），其輸出僅僅是一個數(shù)，而且是一個介于0和1之間的二進(jìn)制小數(shù)。 例如算術(shù)編碼對某條信息的輸出為1010001111，那么它表示小數(shù)0.1010001111，也即十進(jìn)制數(shù)0.64第三十七頁，共六十頁。算術(shù)編碼（arithmeticcodingAC）是利用0和1之間的間隔來表示信源編碼的一種方法，其編碼值是間隔的上、下限包含的相同二進(jìn)制。編碼過程中的間隔決定了符號壓縮后的輸出。算術(shù)編碼用到兩個基本的參數(shù)：符號的概率和它的編碼間隔。

信源符號的概率決定壓縮編碼的效率，也決定編碼過程中信源符號的間隔，而這些間隔包含在0到1之間。3.3統(tǒng)計編碼-算術(shù)編碼第三十八頁，共六十頁。算術(shù)編碼計算方法Low=low+range*range_low(symbol)high=low+range*range_high(symbol)其中：Low是前一個符號的最低值；range是之前所有符號的概率積；range_low和range_high分別是當(dāng)前符號的上下值；一般編碼取最小值，采用乘2取整得到二進(jìn)制編碼。第三十九頁，共六十頁。例假設(shè)信源符號為{A,B,C,D}，這些符號的概率分別為{0.1,0.4,0.2,0.3}，根據(jù)這些概率可把間隔[0,1]分成4個子間隔：[0,0.1],[0.1,0.5],[0.5,0.7],[0.7,1]，如表符號ABCD概率0.10.40.20.3初始編碼間隔[0,0.1][0.1,0.5][0.5,0.7][0.7,1]表信源符號、概率和初始編碼間隔如果消息序列的輸入為：CADACDB，其編碼過程如下：首先輸入的符號是C，找到它的編碼范圍是[0.5,0.7]；由于消息中第2個符號A的編碼范圍是[0,0.1]，因此它的間隔就取[0.5,0.7]的第一個1/10作為新間隔[0.5,0.52]；編碼第3個符號D時取新間隔為[0.514,0.52]；編碼第4個符號A時，取新間隔為[0.514,0.5146]，…。第四十頁，共六十頁。消息的編碼輸出可以是最后一個間隔中的任意數(shù)，整個編碼過程如圖。最后在[0.5143876,0.514402]中選擇一個數(shù)作為編碼輸出值：0.5143876解碼時，解碼器由編碼輸出值：0.5143876，可馬上解得一個字符為C，然后依次得到唯一解A,D,A,C,D,B。第四十一頁，共六十頁。3.3統(tǒng)計編碼

-行程編碼是一個針對包含有順序排列的多次重復(fù)的數(shù)據(jù)的壓縮方案。其原理就是把一系列的重復(fù)值用一個單獨的值再加上一個計數(shù)值來取代，行程長度就是連續(xù)且重復(fù)的單元數(shù)目。如果想得到原始數(shù)據(jù)，只需展開這個編碼就可以了。例如，計算機(jī)制作圖像中，常常具有許多顏色相同的圖塊，而且在行上都具有相同的顏色，或者在一行上有許多連續(xù)的像素都具有相同的顏色值。這時，就不需要存儲每一個像素的顏色值，而僅存儲一個像素的顏色值以及具有相同顏色的像素數(shù)目就可以，或者存儲一個像素的顏色值，以及具有相同顏色值的行數(shù)，這種壓縮編碼稱為行程編碼。具有相同顏色的連續(xù)的像素數(shù)目稱為行程長度。第四十二頁，共六十頁。十進(jìn)制小數(shù)0.6875轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)是？方法是？答案是？0.1011第四十三頁，共六十頁。假定一幅灰度圖像，第n行的像素值為：用RLE編碼方法得到的代碼為：3150841160。代碼斜黑體表示的數(shù)字是行程長度，黑體字后面的數(shù)字代表像素的顏色值。例如黑體字50代表有連續(xù)50個像素具有相同的顏色值，它的顏色值是8。對比RLE編碼前后的代碼數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，在編碼前要用73個代碼表示這一行的數(shù)據(jù)，而編碼后只要用10個代碼表示代表原來的73個代碼，壓縮前后的數(shù)據(jù)量之比約為7:1，即壓縮比為7:1。這說明RLE確實是一種壓縮技術(shù)，而且編碼技術(shù)實用。3.3統(tǒng)計編碼

-行程編碼第四十四頁，共六十頁。RLE的性能好壞主要取決于圖像本身的特點。RLE壓縮編碼尤其適用于計算機(jī)生成的圖像，對減少圖像文件的存儲空間非常有效。然而，由于顏色豐富的自然圖像在同一行上具有相同顏色的連續(xù)像素往往很少，而連續(xù)幾行都具有相同顏色值的連續(xù)行數(shù)就更少，如果仍然使用RLE編碼方法，不僅不能壓縮圖像數(shù)據(jù)，反而可能使原來的圖像數(shù)據(jù)變得更大。譯碼時按照與編碼時采用的相同規(guī)則進(jìn)行，還原后得到的數(shù)據(jù)與壓縮前的數(shù)據(jù)完全相同。因此，RLE屬于無損壓縮技術(shù)。3.3統(tǒng)計編碼

-行程編碼第四十五頁，共六十頁。詞典編碼屬于無損壓縮技術(shù)，其根據(jù)是數(shù)據(jù)本身包含有重復(fù)代碼序列這個特性。詞典編碼的種類較多，歸納起來有兩類：第一類詞典編碼的基本思想是查找正在壓縮的字符序列是否在前面輸入的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)過，如果是，則用指向早期出現(xiàn)過的字符串的“指針”替代重復(fù)的字符串。3.3統(tǒng)計編碼

–詞典編碼第四十六頁，共六十頁。3.3LZW詞典編碼例：待編碼數(shù)據(jù)流ABBCABBBC第四十七頁，共六十頁。源碼鍵輸出字典字符串1A2B3CNILAAB14ABBB25BBBC26BCCA37CAAB(A)BB48ABBBB(B)BC59BBCCEOF3第四十八頁，共六十頁。源碼后碼輸出字典字符串1A2B3CAB14ABBC25BCCA36CAAB(A)BA47ABAABBA(AB)AA78ABAAAEOF1ABCABABAA第四十九頁，共六十頁。3.4

預(yù)測編碼-脈沖編碼調(diào)制3.23.92.83.41.24.2343314011100011011001100原始信號PAM脈沖（采樣）PCM脈沖（量化）有量化差錯1001100PCM輸出（編碼）第五十頁，共六十頁。

3.4

預(yù)測編碼-脈沖編碼調(diào)制第五十一頁，共六十頁。3.4

預(yù)測編碼-量化（1）均勻量化如果采用相等的量化間隔對采樣得到的信號作量化，那么這種量化稱為均勻量化。均勻量化就是采用相同的“等分尺”來度量采樣得到的幅度，也稱為線性量化，如圖3-08所示。量化后的樣本值Y和原始值X的差E=Y-X稱為量化誤差或量化噪聲。第五十二頁，共六十頁。（2）非均勻量化

無論對大的輸入信號還是小的輸入信號一律都采用相同的量化間隔。但是，對話音信號來說，大信號出現(xiàn)的機(jī)會并不多，增加的樣本位數(shù)就沒有充分利用。為了克服這個不足，就出現(xiàn)了非均勻量化的方法，這種方法也叫做非線性量化。非線性量化的基本想法是，對輸入信號進(jìn)行量化時，大的輸入