第05章图像编码与压缩.ppt

5.7.2 二值图像压缩标准JBIG 1980年CCITT T.4建议文件传真三类机(G3)的一维编码标准MH,作为二维编码标准的改进相对元地址指定编码(MR)。 1994年CCITT T.6建议的作为四类传真机(G4)标准编码方案：二次改进Huffman编码( MMR)。 二值图像通过MH，MR和MMR等典型的编码方法已在传真机等图像通信中得到广泛应用。将一幅二维图像按位平面进行分解可以得到若干个二值图像。 一幅灰度为256级的图像可以被分解为8幅二值图像。支持分层图像传送的编码方法的基本思路是：首先传送过去一幅分辨率较低的概要图像，然后随传送数据的不断到来所得到图像质量逐步提高。 支持分层图像传送的编码方法的基本思路 必须满足的条件和对之进行评价的项目 （1）无损编码。 （2）即使接受端不具有帧存储器，系统也能在顺序传送模式下正常工作。 （3）编码和解码操作是实时的。 （4）压缩和恢复两个功能在时间和复杂性方面是对称的。 （5）具有比MMR更高的压缩能力。 （6）利用同一个数据库可以同时支持顺序和逐层两种压缩传送模式。 （7）不允许使用全帧预扫描（单路执行算法）。 （8）在64 Kbps传输速率下能够做到解码。 （9）鲁棒性。 5.7.3 JPEG2000静态图像压缩标准 1．JPEG2000标准制定的目的 JPEG2000标准的目标是 进一步改进目前压缩算法的性能，以适应低带宽、高噪声的环境，以及医疗图像、电子图书馆、传真、Internet网上服务和保安等方面的应用。 JPEG2000还将彩色静态画面采用的JPEG编码方式与2值图像采用的JBIG编码方式统一起来，成为对应各种图像的通用编码方式。 由于JPEG 2000它的特性及功能显著，且支持旧版本的标准，因此在需要有较好的图像质量、较低的比特率或者是一些特殊特性的要求（渐进传输和感兴趣区域编码等）时，JPEG2000将是最好的选择。 JPEG 2000的应用领域 可大致分成两个方面： 一方面面向传统的JPEG市场 如打印、扫描、数字摄像、遥感等 另一方面面向一些新兴的应用领域 如网络传输、彩色传真、无线通讯，医疗影像、电子商务等。 2．JPEG2000标准提供的主要特征 JPEG2000标准提供了一套新特征 这些特征对于一些新产品（如数码相机）和应用（如互联网）是非常重要的。 它把JPEG的顺序模式、渐进模式、无损模式和分层模式四种模式集成在一个标准之中。 JPEG 2000放弃了以DCT为主的区块编码方式 采用以小波转换为主的多解析编码方式。 JPEG2000标准中无损压缩和有损压缩所采用的小波分别是 基于提升方案的（5,3）整数小波和Daubechies（9,7）整数小波。 编码端以最大的压缩质量和最大的图像分辨率压缩图像 在解码端可以从码流中以任意的图像质量和分辨率解压图像，最大可达到编码时的图像质量和分辨率。 JPEG2000的最主要的特征 （1）高压缩率。 （2）无损压缩和有损压缩。 （3）渐进传输。 （4）感兴趣区域压缩。 （5）码流的随机访问和处理。 （6）容错性。 （7）开放的框架结构。 （8）基于内容的描述。 3．JPEG2000的基本框架和实现 （1）对原始图像数据进行离散小波变换（DWT） （2）对变换后的小波系数进行量化 （3）对量化后的数据熵编码 （4）最后形成输出码流。 解码器是编码器的逆过程。 本 章 小 结 理解和掌握 数字图像编码与压缩的理论基础是本章的重点。 熟知各种国际标准的特点、应用领域。 了解各种编/解码器的原理和软件和硬件实现。 注意数字图像编码与压缩技术的必威体育精装版发展和应用前景。 算术编码算法的计算步骤实例 step x S：区域左端起始位置 l ：子区的长度 1 0 0 2/5 2 1 0 +（2/5）×（2/5）= 4/25 （2/5）×（3/5）= 6/25 3 0 2/5 + 0 × 6/25 = 4/25 （6/25）×（2/5）= 12/125 4 1 4/25 +（2/5）×（12/125）= 124/625 （12/125）×（3/5）= 36/625 5 1 124/625 +（2/5）×（36/625）= 692/3125 （36/625）×（3/5）= 108/625 5.3 预测编码 预测编码的基本思想： 在某种模型的指导下，根据过去的样本序列推测当前的信号样本值，然后用实际值与预测值之间的误差值进行编码。 如果模型与实际情况符合得比较好且信号序列的相关性较强，则误差信号的幅度将远远小于样本信号。 图像差值幅度的概率分布(PDF) 5.3.1 预测编码基本原理 对实际值与预测值之间的误差值进行编码 差分脉冲编码调制：Differential Pulse Code Mod