[理学]大学多媒体课程 第2章 数据无损压缩PPT.ppt

* * * * * of 37 * of 37 在算术编码中需要注意的几个问题： 运算中出现溢出是一个明显的问题， 算术编码器对整个消息只产生一个码字，在间隔[0, 1)中的一个实数，因此译码器在接受到表示这个实数的所有位之前不能进行译码。 如果有一位发生错误就会导致整个消息译错。 静态算术编码-----信源符号的概率是固定的。 自适应算术编码中-----信源符号的概率根据编码时符号出现的频繁程度动态地 进行修改，在编码期间估算信源符号概率的过程叫做建模。 * of 37 2.3 RLE编码 行程长度编码(Run-Length Coding) 一种无损压缩数据编码技术，它利用重复的数据单元有相同的数值这一特点对数据进行压缩。对相同的数值只编码一次，同时计算出相同值重复出现的次数—行程长度。在JPEG，MPEG，H.261和H.263等压缩方法中，RLE用来对图像数据变换和量化后的系数进行编码 例: 假设有一幅灰度图像第n行的像素值如图2-5所示。用RLE编码方法得到的代码为：80315084180 本来数据有 8+3+50+4+8=73 个代码 使用RLE编码后 11 个代码 压缩比 73：11 压缩比---取决与数据本身 * of 37 适用于计算机生成的图像，对减少图像文件的存储空间非常有效。 对颜色丰富的自然图像就显得力不从心， 在自然图像的压缩中不能单纯使用RLE一种编码方法，需要和其他的压缩编码技术联合应用。 * of 37 2.4 词典编码 词典编码(dictionary coding) 文本中的词用它在词典中表示位置的号码代替的一种无损数据压缩方法。采用静态词典编码技术时，编码器需要事先构造词典，解码器要事先知道词典。采用动态辞典编码技术时, 编码器将从被压缩的文本中自动导出词典，解码器解码时边解码边构造解码词典 两种类型的编码算法 具体算法 LZ77算法 LZSS算法 LZ78算法 LZW算法 (当作课外阅读) * of 37 2.4 词典编码(续1) 第一类编码算法 用已经出现过的字符串替代重复的部分 编码器的输出仅仅是指向早期出现过的字符串的“指针” 图2-6 第一类词典编码概念 LZ77算法 LZSS算法 * of 37 2.4 词典编码(续2) 第二类编码算法 从输入的数据中创建一个“短语词典(dictionary of the phrases)” 编码器输出词典中的短语“索引号”，而不是短语 图2-7 第二类词典编码概念 LZW算法 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 多媒体技术教程第2章 数据无损压缩 * of 37 第2章 数据无损压缩目录 2.1 数据的冗余 2.1.1 冗余概念 2.1.2 决策量 2.1.3 信息量 2.1.4 熵 2.1.5 数据冗余量 2.2 统计编码 2.2.1 香农-范诺编码 2.2.2 霍夫曼编码 2.2.3 算术编码 2.3 RLE编码 2.4 词典编码 2.4.1 词典编码的思想 2.4.2 LZ77算法 2.4.3 LZSS算法 2.4.4 LZ78算法 2.4.5 LZW算法 参考文献和站点 * of 37 2.0 数据无损压缩概述 数据可被压缩的依据 数据本身存在冗余 听觉系统的敏感度有限 视觉系统的敏感度有限 三种多媒体数据类型 文字 (text)数据——无损压缩 根据数据本身的冗余(Based on data redundancy) 声音(audio)数据——有损压缩 根据数据本身的冗余(Based on data redundancy) 根据人的听觉系统特性( Based on human hearing system) 图像(image)/视像(video) 数据——有损压缩 根据数据本身的冗余(Based on data redundancy) 根据人的视觉系统特性(Based on human visual system) * of 37 2.0 数据无损压缩概述(续1) 数据无损压缩的理论——信息论(information theory) 1948年创建的数学理论的一个分支学科，研究信息的编码、传输和存储 该术语源于Claude Shannon (香农)发表的“A Mathematical Theory of Communication”论文题目，提议用二进制数据对信息进行编码 最初只应用于通信工程领域，后来扩展到包括计算在内的其他多个领域，如信息的存储、信息的检索等。在通信方面，主要研究数据量、传