数字图像处理 第十章 图像编码PPT.ppt

设待编码的数据序列为“dacab”， 信源中各符号出现的概率依次为P(a)=0.4，P(b)=0.2，P(c)=0.2， P(d)=0.2。 数据序列中的各数据符号在区间［0, 1］内的间隔（赋值范围）设定为a=［0, 0.4）, b=［0.4, 0.6）, c=［0.6, 0.8）, d［0.8, 1.0） StartN=StartB+LeftC×L EndN=StartB+RightC×L 新间隔的起始位置和结束位置 表示前一间隔的起始位置 前一间隔的长度 当前编码符号的初始区间的左端和右端 第一个被压缩的符号为“d”，其初始间隔为［0.8, 1.0)； 第二个被压缩的符号为“a”，由于前面的符号“d”的取值区间被限制在［0.8, 1.0)范围内，所以“a”的取值范围应在前一符号间隔［0.8, 1.0)的［0, 0.4)子区间内， 根据上式可知 StartN=0.8+0×(1.0-0.8)=0.8 EndN=0.8+0.4×(1.0-0.8)=0.88 “a”的实际编码区间在［0.8, 0.88)之间。 第三个被压缩的符号为“c”， 其编码取值范围应在［0.8, 0.88)区间的［0.6, 0.8)的子区间内. 第四个被压缩的符号为“a”， StartN=0.848+0×(0.864-0.848)=0.848 EndN=0.848+0.4×(0.864-0.848)=0.8544 第五个被压缩的符号为“b” StartN=0.848+0.4×(0.8544-0.848)=0.848 56 EndN=0.848+0.6×(0.8544-0.848)=0.851 44 数据序列“dacab”已被描述为一个实数区间［0.85056, 0.851 84］，在此区间内的任一实数值都惟一对应该数据序列。这样，就可以用一个实数表示这一数据序列。把区间［0.85056, 0.85184］用二进制形式表示为［0.110110011011, 0.110110100001］。 ［0.110110011011, 0.110110100001］。 0.1101101位于这个区间内并且其编码最短， 故把其作为数据序列“dacab”的编码输出。不考虑“0.”，把1101101作为本例中的数据序列的算术编码。由此可见， 数据序列“dacab”用7比特的二进制代码就可以表示， 平均码长为1.4比特／字符。 解码是编码的逆过程。 10.7 JPEG 编 码 10.7.1 JPEG基本系统编码 JPEG是面向静态图像编码的国际标准。在相同图像质量条件下， JPEG文件拥有比其他图像文件格式更高的压缩比。JPEG目前被广泛应用于多媒体和网络程序中，是现今万维网中使用最广泛的两种图像文件格式之一。JPEG是一种有损压缩， 即在压缩过程中会丢失数据，每次编辑JPEG图像后，图像就会被重复压缩一次， 损失就会有所增加。 JPEG允许四种编码模式：  （1） 顺序式（Sequential）DCT方式：从左到右、从上到下对图像顺序进行基于离散余弦变换（DCT）的编码。DCT理论上是可逆的，但在计算时存在误差，因而基于DCT的编码模式是一种有损编码。 （2） 渐进式（Progressive）DCT方式：基于DCT，对图像分层次进行处理，从模糊到清晰地传输图像（与GIF文件的交错方式类似）。 （3） 无失真（Lossless）方式 （4） 分层（Hierarchical）方式： 在空间域将源图像以不同的分辨率表示，每个分辨率对应一次扫描， 处理时可以基于DCT或预测编码，可以是渐进式，也可以是顺序式。 下面针对基于DCT的顺序式基本系统编码来说明JPEG的编码方法。 1） 数据分块 对图像进行编码前，将每个分量图像分割成不重叠的8×8像素块， 每一个8×8像素块称为一个数据单元（DU）。编码前一般先将图像从RGB空间转换到YCbCr空间，再把各分量图像分割成8×8数据块。 对图像采用不同的采样频率(称为二次采样)。对Y分量的采样频率可高于对Cb、Cr的采样频率(亮度比色彩重要)，有利于节省存储空间。常用的采样方案有YUV422和YUV411。 2） DCT处理 图像数据块分割后，将DU进行二维离散余弦变换。对每个8×8的数据块DU进行DCT后， 得到的64个系数代表了该图像块的频率成分，其中低频分量集中在左上角， 高频分量分布在