图象压缩1024选编.ppt

无损压缩： 指使压缩后的数据进行重构(或者叫做还原，解压缩)，重构后的数据与原来的数据完全相同；无损压缩用于要求重构的信号与原始信号完全一致的场合。 典型的算法有： Huffman编码，算术编码，行程编码等。 特点：压缩比较低，为2:1---5:1， 一般用来压缩文本，数据。;有损压缩： 是指使用压缩后的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据有所不同，但不影响人对原始资料表达的信息造成误解。 典型的算法有： 混合编码的JPEG标准，预测编码，变换编码等。 特点：压缩比高，为几十到几百倍 一般用于图像，声音，视频压缩。 ;一．Huffman编码 二．算术编码 三．位平面编码 四．游程编码 五．预测编码 六．变换编码;Huffman编码 　　　它是统计独立信源能达到最小平均码长的编码方法。编码效率高,但依赖于信源的统计特性,比较实用. 如果信源符号数目很多,那么所需存储的码表也很大,这将影响系统的存储量及编、译码速度。;算术编码 把一个信源集合表示为实数线上的0到1之间的一个区间。;Image Compression; Image Compression; Image Compression; Image Compression;行 程 编 码;预测编码： 利用相关性，利用前面的一个或多个信号对下一信号进行预测。 然后对实际值和预测值的差(预测误差)进行编码。 如果预测比较准确，误差信号就会很小；这样，在同等精度要求下，就可以用比较少的数码进行编码，达到压缩数据的目的。 ;差分脉码调制（DPCM） 先对原始模拟信号作脉冲取样，把实际样值与预测样值之间的差进行量化。解压时，也用同样的预测器，把预测出的值与已存储的量化后差值相加，产生近似的原始信号。 ; ; Image Compression;原理 变换编码是指先对信号进行某种函数变换,从一种信号(空间)变换到另一种信号(空间)。再对变换后的信号进行编码。 例如： 将时域信号变换到频域，因为声音、图像大部分信号都是低频信号，在频域中信号的能量较集中，再进行采样，可以压缩数据。 ; (1) 最佳变换（K－L变换） 数据压缩主要是去除信源的相关性。所以，为了有效地进行数据压缩，常常希望变换后的协方差矩阵为一对角矩???，同时也希望主对角线上各元素随ｉ，ｊ的增加很快衰减。因此，变换编码的关键在于：在已知Ｘ的条件下，根据它的协方差矩阵去寻找一种正交变换Ｔ，使变换后的协方差矩阵满足或接近为一对角矩阵。 　当经过正交变换后的协方差矩阵为一对角矩阵，且具有最小均方误差时，该变换称最佳变换，也称Karhunen-Loeve变换。;(2) 离散余弦变换（DCT变换） 但DFT的运算次数太多，且需要复数运算。并可用快速余弦变换算法，因此大大加快了运算。同时其压缩性能十分逼近最佳变换的压缩性能。所以，DCT在图像压缩中得到了广泛的应用。 ;量化编码 量化编码按照一次量化的码元个数，可分为标量量化和矢量量化两种。 标量量化 对数字化后的数据或PCM数据（样本值）一个一个地进行量化。 矢量量化 将这些数据分组，每组K个数构成K维矢量，再以矢量为单元逐个进行量化。矢量量化是标量量化的多维扩展。 ; 标量量化中可在随机变量X出现概率比较高的间隔内，选择较小的判决间隔，而在其他区域内选择较大的间隔，这样可以以较小的量化均方误差进行量化。 矢量量化基于语义编码，其基本思想是采用非线性量化器，即对空间频率及能量分布较大的系数分配较多比特数；反之分配较少的比特数，从而达到压缩的目的。 ;声音的频率;DCT变换编码;DCT变换编码; Image Compression;混合编码;每一种编码方式都有其擅长的一点，以及局限的一点，混合编码的思想就是将两种以上的编码方式的优点进行综合，达到提高编码效率的目的。 ;JPEG压缩编码;JPEG压缩编码算法的主要计算步骤如下： １正向离散余弦变换(FDCT)。 ２量化(quantization)。 ３Z字形编码(zigzag scan)。 ４使用差分脉冲编码调制(differential pulse code 　modulation，DPCM)对直流系数(DC)进行编码。 ５使用行程长度编码(run-length encoding，RLE) 　对交流系数(AC)进行编码。 ６熵编码(entropy coding)。 ;JPEG 编码流程图 ;亮度量化表 ;色度量化表 ; 4） Z形扫描 DCT系数量化后，构成一个稀疏矩阵，用Z（Zigzag）形扫描将其变成一维数列，将有利于熵编码。Z形扫描的顺序如图10-6所示。