四川大学计算机学院 多媒体技术 6.ppt

数 据 压 缩 一、Information Theory 二、Why Compression ? 三、How to Compress? 四、Lossless Compression 五、Lossy Compression 六、JPEG 七、JPEG2000 八、MPEG standards 1. MPEG Video 2. Scalable MPEG-2 Video 3. MPEG Audio Hybrid Coding: Basic Encoding Steps 有损压缩（Lossy Compression） ——一些数据在压缩中丢失。 （人不能察觉或极其微小的数据） 目的：限制不必要的或冗余信息。 应用：图象、声音文件，如： Speech Audio Image Video 有损压缩 目标： 对于给定的压缩率，使失真程度最小。 优化基于“可察觉的失真程度”，实际难以计算 图象压缩（Image Compression） 图象类型： 如： – Photographs (color or grayscale) – Fax (bilevel) – Documents (text, handwriting, graphics and photographs) 图象压缩（Image Compression） ? 应用示例： – Slide-show graphics on the Internet (catalogs, home shopping, real-estate viewing,…). 图象以各种分辨率表示，包括浏览的低分辨率到观察细节的高分辨率； – Medical applications (X-rays, CAT scans, etc.) 高分辨率图象，需做存储、索引、访问、位置之间转换等 Standard test image Lenna Soderberg In 1972 Size：180×225 Colors: 16 million Lena24.bmp: 122 KB Standard test image (cont’d) Lenna Soderberg The First Lady of the Internet In 1972： Size：180×225 Colors: 256 Lena24.bmp: 42 KB Standard test image (cont’d) Can you tell the deference between them? (Lenna Soderberg) Standard test image (cont’d) In May 1997 at ISTs (Imaging Science and Technology)50th Anniversary conference Lenna Soderberg (Sj??blom) and Jeff Seideman 失真度量方法（Distortion Measurement） PSNR(peak signal to noise ratio)——峰值信号噪声比, 最大像素值与均方差(mean square error，MSE)之比,单位为db 对8位二进制图像， 其中， 为原始图像的像素值， 为解压缩之后的像素值。 Distortion Measurement (cont’d) NMSE(normalized mean square error)——规格化均方差 Distortion Measurement (cont’d) SNR(signal to noise ratio)——信号噪声比 MAE(mean absolute error)——平均绝对误差 Distortion Measurement (cont’d) 在电子工程中，信号噪声比(SNR)一直是最流行的误差度量指标，在大多数情况下可提供很有价值的信息，在数学上也比较容易计算。信号噪声比虽然也用在图像编码中，但由于它的数值与图像编码系统中高压缩比的关系不容易体现，因此提出了其他的几种度量方法，包括平均主观评分(mean opinion score，MOS) Some Definitions = the original value of a sample = the sample value after compression = error (or noise or distortion) = power (variance) of the signal = power (var