第一章 多媒体数据压缩简介.ppt

1952年霍夫曼(D. A. Huffman)给出最优变长码的构造方法。同年贝尔实验室的奥利弗(B. M. Oliver)等人开始研究线性预测编码理论； 1958年格雷哈姆(Graham)用计算机模拟法研究图像的DPCM编码方法；1966年奥尼尔（J. B. O’Neal）对比分析了DPCM和PCM，对电视信号传输进行了理论分析和计算机模拟，并提出了用于电视的实验数据，又于1969年进行了线性预测的实验。 20世纪60年代，科学家们也开始探索比预测编码效率更高的编码方法。人们首先讨论了包括KL变换、傅立叶变换等正交变换。1968年安德鲁斯（H. C. Andrews）等人采用二维离散傅立叶变换(2D-DFT)提出了变换编码。此后相继出现了沃尔什-哈达玛（Walsh-Hadamard）变换、斜变换(Slant变换，由Enomoto和Shibata引入)、K-L变换、离散余弦变换（DCT）等。 1976年美国贝尔系统的克劳切(R. E. Crochjiere)等人引入了语音的子带编码，1985年奥尼尔（S.D. O’Neil）将子带编码推广到对图像的编码。 1983年瑞典的Forchheimer 和Fahlander提出了基于模型图像编码（Model-Based Coding）。 1986年，Meyer在理论上证明了一维小波函数的存在，创造性地构造出具有一定衰减特性的小波函数。 1987年Mallat提出了多尺度分析的思想及多分辨率分析的概念，成功地统一了在此之前各种具体小波的构造方法，提出了相应的快速小波算法——Mallat算法，并把它有效地应用于图像分解和重构；1989年，小波变换开始用于多分辨率图像描述。 与小波变换的提出几乎同时，另外一些科学家探讨了使用分数维理论进行数据压缩。1988年美国Georgia理工学院的M. F. Barnsley在BYTE上发表了分形压缩方法，1992年A. Jacquin实现分块迭代函数系统（PIFS），完善了分形编码压缩方法。 1988年在图像压缩编码的发展历史中是极为重要的一年。几十年研究的成果集中表现在确定了H.261和JPEG两个建议的原理框架，奠定了20世纪90年初相继提出的MPEG-1、MPEG-2、H.263等标准的基础。 1991年3月，“联合图片专家组”（JPEG，Joint Photographic Expert Group）提出JPEG标准草案，1994年正式通过（ISO 10918）。1991年为二值图像编码制订了JBIG标准（ISO 11544）。新的JPEG版本是JPEG-LS（ISO/IEC 14495， 1999），和JPEG 2000（ISO/IEC 15444，等同的ITU-T编号T.800），于1999年3月形成工作草案，2000年正式颁布的。JPEG的这些标准主要应用于静止图像处理。 1992年，“运动图片专家组”（MPEG，Moving Picture ExpertGroup）提出了“用于数字存储媒体运动图像及其伴音率为1.5Mbit/s的压缩编码”，简称为MPEG-1，作为ISO CD11172号建议通过，1993年正式通过。 1993年提出MPEG-2标准草案，1994年正式通过（ISO/IEC 13818，视频部分为ITU-T H.262），处理能力可达广播级水平。MPEG-2标准兼容MPEG-1标准，适应于1.5Mbit/s ~ 80Mbit/s编码范围。MPEG-2标准也是DVD和高清晰度电视（HDTV）全数字方案所采用的数据压缩标准。 1995年1月，国际标准化组织ITU-TLBC工作组为极低数码率可视电话（VeryLowBitRateVisualTelephony）的工作形成了H.263视频压缩编码草案。 1997年11月提出了MPEG-4用于极低数码率数据压缩，1999年MPEG-4形成国际标准。 2001年正式颁布MPEG-7， MPEG-7是“多媒体内容描述接口”。 目前的MPEG-21,致力于为多媒体传输和使用定义一个标准化的、可互操作的和高度自动化的开放框架， 多媒体框架。 1.4.2 主要的数据压缩标准及典型应用 思考题 数据压缩的一个基本问题是“我们要压缩什么”，对此你是怎样理解的? 数据压缩的另一个基本问题是“为什么进行压缩”，对此你又是怎样理解的? 你如何理解信号的空域、时域和频域这几种空间形式是相互关联的? 请列举几种你所见到的采用了数据压缩技术的产品。 数据压缩技术为什么要标准化? 你还知道哪些有关数据压缩的标准? 多媒体数据压缩 华南理工大学计算机科学与工程学院 沃焱 woyan@ 基本内容 第一篇 数据编码基础 概论 信源的数字化与压缩系统评价 信息理论