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图像处理;6 图像编码基础;图像压缩方法分类： 信息保存型和信息损失型。;;图像编码：为表达图像数据需要使用一系列的符号(如字母、数字等)，用这些符号根据一定的规则来表达图像就是对图像编码。 码本：编码所用符号的集合称为码本。 如二元码本0、1 码字：对每个信息或事件所赋的符号序列称为码字。 码字长度：每个码字里的符号个数称为码字长度。 自然码：m bit的二元码中的一个。 不论灰度级的大小，赋予相同的码字长度。;其中CR为压缩率：; 在数字图像压缩中，可以确定三种基本的数据冗余：编码冗余、像素间冗余、心理视觉冗余。当这三种冗余的一种或多种得到了减少或消除时，就实现了数据压缩。; 设用来表示sk的每个数值的比特数是l(rk)，那么为表示每个像素所需的平均比特数(平均码字长度)是：; 像素间冗余也称空间冗余或几何冗余，来自图像中对象之间的结构或几何关系。; 心理视觉冗余产生是由于眼睛并不是对所有视觉信息有相同的敏感度。有些信息在通常的视感觉过程中与另外一些信息相比来说不那么重要，这些信息可以认为有心理视觉冗余，去除这些信息不会明显的降低所感受到的图像质量。;赔痕掣郸赠碌炒房秒唐抹废忍磁炮巴臆纺仔拄骇毅据空傀潮埋翁溺败垫募6 图像编码基础课件6 图像编码基础课件;6.2 图像保真度和质量;3) 均方根信噪比;4) 峰值信噪比; 常用方法是对一组精心挑选的观察者展示以傅典型的图像并将它们对该图的评价综合平均起来以得到一个统计的质量评价结果。;6.3 无失真编码定理;基本概念：;香农第一定理（无失真编码定理）：;根据该信源的消息集合，在字母集 中选取ai进行编码。一般情况下取二元字母集 根据信息论中熵的定义，可算出该信源的熵为：;冗余度：;设原始信源有M个消息，即 可用下述步骤编出哈夫曼码： 第一步，把信源X中出现的消息按出现的概率从大到小的顺序排列即 。 第二步，把最后出现概率最小的消息合并成一个消息，从而使信源的消息数减少一个，同时把信源中的消息的概率从大到小排列一次。 得;第三步，重复上述步骤，直到信源最后为X0为止 第四步，将被合并的消息分别赋以1和0或0和1。对最后的X0也即对 对应的赋以1和0或0和1。 重复上述步骤就可以构成哈夫曼编码。; 0.6 0.4;变长码都是基于统计模型的，哈夫曼编码和香农-法诺编码都是所谓的块码，因为它们都将每个信源符号映射成一组固定次序的码符号，这样在编码时可以一次编一个符号。 从解码的角度：人们常关注两个特性：即时性和唯一性。 （1）即时性（也称非续长性） 任意一个码字都不是其它码字的续长。 （2）唯一性（单义性） 任意一个有限长的码字序列只能被分割成一个一个的码字，而任何其他分割方法都会产生一些不属于码字集合中的码字。符合这个条件的代码叫单义代码。 非续长代码一定是单义的，单义代码却不一定是非续长代码。; 根据哈夫曼方法的原理，当需要对大量符号进行编码时，构造最优哈夫曼码的计算量会很大，此时常采用一些亚最优的变长编码方法。下面仅介绍两种基于哈夫曼方法的截断哈夫曼码和平移哈夫曼码。 截断哈夫曼码 截断哈夫曼码是对哈夫曼码的一种改型。只对最可能出现的M个符号进行哈夫曼编码，而对其它的码都用在一个合适的定长码前加一个前缀码来表示。 2. 平移哈夫曼码 平移码由以下几个步骤产生：重新排列信源符号使得它们的概率单减；将符号总数分成相同大小的符号块；对所有的块中的各个元素采用同样方法编码；对每个 块加上专门的平移符号以区别它们。;赌怒高签中块能鼎瞒发魄健销屡酉触嘎惨负窘摆缓茫酬朋种戎骤庇竞赋吠6 图像编码基础课件6 图像编码基础课件;练 习;6.5 算术编码; a1;6.6 位平面编码; 把一幅灰度图分成一系列二值图集合的一种简单方法是把上述多项式的m个系数分别m个1比特的位平面中去，将每个像素的第I个比特集合在一起就得到图像的第个位平面。这种分解方法的固有缺点是：像素灰度值的微小变化可能对位平面的复杂度产生较明显的影响。;灰度码分解; 压缩位平面图的一种简单而有效的方法是用专门的码字表达全是1或0的区域。常数块编码将图像分成全白、全黑或混合的m×n尺寸的块。出现频率最高的赋予1比特码字0，其他两类分别赋予2比特码字10和11。由于原来需要mn比特表示的常数块现在只用1比特或2比特的码字表示，就达到了压缩的目的。当然这里