第5章 图像编码.pptVIP

数字图像处理 (Digital Image Processing）;第五章 图像压缩编码;1.图像压缩编码的目的 模拟信息与数字信息 信源 2.图像压缩的根据 有效信息 冗余信息 不相干信息 设n1是一幅图像原来的数据量，n2表示压缩后的数据量；则有： 1）描述压缩算法性能的压缩率（压缩比）为：CR = n1 / n2 2）相对数据冗余： RD = 1 – 1/CR 例：CR=20; RD = 19/20 ;3.图像中存在的冗余 三种数据冗余：编码冗余；像素冗余；视觉心理冗余。 1）编码冗余： 如果一个图像的灰度级编码，使用了多于实际需要的编码符号，就称 该图像包含了编码冗余。例二值化图像，如用8位表示该图像的像素，该图 像存在着编码冗余，因为该图像的像素只有两个灰度，用一位即可表示。 2) 像素冗余： 由于任何给定的像素值，原理上都可以通过它的邻居预测到，单个像 素携带的信息相对是小的。对于一个图像，很多单个像素对视觉的贡献是 冗余的。这是建立在对邻居值预测的基础上。 例：原图像数据：234 223 231 238 235 压缩后数据：234 11 -8 -7 3 ;3）视觉心理冗余： 一些信息在一般视觉处理中比其它信息的相对重要程度要小，这种信息 就被称为视觉心理冗余。如下图：;4.图像压缩模型 1) 图像传输环境中图像压缩模型 其中， 源数据编码：完成原数据的压缩。 通 道 编 码：为了抗干扰，增加一些容错、校验位、版权保护，实际上是增加冗余。 通 道：如Internet、广播、通讯、可移动介质。;2) 源数据编码与解码的模型 源数据编码的模型 源数据解码的模型 源数据编码与解码的模型中， 映射器 ：减少像素冗余，如使用RLE编码。或进行图像变换。 量化器 ：减少视觉心理冗余，仅用于有 损压缩。 符号编码器：减少编码冗余，如使用哈夫曼编码 ;5. 保真度标准——评价压缩算法的标准 1）客观保真度标准 如果图像压缩过程对图像信息有所损失，能够表示为原始输入图像 与压缩后又解压缩输出的图像的函数，这个函数就被称为客观保真度标 准。可用信噪比、峰值信噪比、 绝对差等表示。 2）主观保真度标准 通过视觉比较两个图像，给出一个定性的评价，如很粗、粗、稍 粗、相同、稍好、较好、很好，这种评价被称为主观保真度标准。 (1) 优秀的具有极高质量的图像； (2）好的是可供观赏的高质量的图像,干扰并不令人讨厌； (3）可通过的图像质量可以接受,干扰不讨厌； (4) 边缘的图像质量较低,希望能加以改善, 干扰有些讨厌； (5) 劣等的图像质量很差,尚能观看, 干扰显著地令人讨厌； (6）不能用图像质量非常之差,无法观看。;6. 图像压缩编码的分类  图像压缩编码的分类 如下图：;5.2 无失真编码;2.行程编码（ Run Length Encoding，RLE） 1）概念 行程：具有相同灰度值的像素序列。 2）编码思想 去除像素冗余，用行程的灰度和行程的长度代替行程本身。 例：设重复次数为 iC, 重复像素值为 iP 编码为：iCiP iCiP iCiP 编码前：aaaaaabbbbbbcccccccc 编码后：7a6b8c 分析：对于有大面积色块的图像，压缩效果很好；对于纷杂的图像， 压缩效果不好，最坏情况下，会加倍图像数据。;3) PCX_RLE编码原则： 1) 图像数据以字节为单位进行编码. 2) 按行进行压缩. 3) 长度在前，灰度值在后. 4) 单像素没有长度值. 5) 以最高两位作为判断是重复数还是原像素。最高两位为1，说明是重复数，否则，说明是原像素值. 6) 重复像素长度iC最大值为26-1 = 63，如果遇到iC大于63的情况，则分为小于63的几段，分别处理。 7) 如果遇到不重复的单个像素P：如果P 0xC0（192） 直接存入该像素值，否则先存入长度1，再存入像素值（注：在192-255之间的单像素图像不减反增，在192-255之间，64个数高两位为11）;3.哈夫曼编码 1）基本思想 通过减少编码冗余来达到压缩的目的。基本思想是统计一下符号的出现 概率;建立一个概率统计表，将最常出现(概