数字图像的压缩编码.ppt

在变换编码中，首先要将图像数据分割成子图像，然后对子图像数据块实施某种变换，如DCT变换，那么子图像尺寸取多少好呢？根据实践证明子图像尺寸取4×4、8×8、16×16适合作图像的压缩，这是因为：1如果子图像尺寸取得太小，虽然计算速度快，实现简单，但压缩能力有一定的限制。2如果子图像尺寸取得太大，虽然去相关效果变好，因为象DFT、DCT等正弦型变换均具有渐近最佳性，但也渐趋饱和。若尺寸太大，由于图像本身的相关性很小，反而使其压缩效果不显示，而且增加了计算的复杂性。(2)子图像尺寸选择图像压缩基础图像压缩模型无误差压缩有损压缩5.4有损压缩第69页,共78页，星期六，2024年，5月这里考虑对子图像经过变换后，要截取的变换系数的数量和保留系数的精度。在大多数变换编码中，选择保留的系数办法有以下二种：1根据最大方差进行选择的，称为区域编码。2根据最大值的量级选择，称为阈值编码。而整个对变换后的子图像的截取、量化和编码过程称为比特分配(3)比特分配图像压缩基础图像压缩模型无误差压缩有损压缩5.4有损压缩第70页,共78页，星期六，2024年，5月典型的区域模板区域编码具有最大方差的变换系数携带着图像大部分信息并在编码处理的过程中应该保留下来。最大方差的系数通常被定位在图像变换的原点周围。区域取样处理可看成每个T(u,v)与相应的区域模板中的元素相乘。对区域取样过程中保留的系数必须进行量化和编码。因此，区域模板有时表示成对每个系数编码的比特数。两种分配方案：给系数分配相同的比特数给系数不均匀地分配几个固定数目的比特数(a)(b)图像压缩基础图像压缩模型无误差压缩有损压缩5.4有损压缩第71页,共78页，星期六，2024年，5月典型的阈值模板和系数排序序列阈值编码(门限编码)对任何子图像,最大量级的变换系数对重构子图像的品质具有最大的影响.因为不同子图像的最大系数的位置是变化的,所以通常将m(u,v)T(u,v)的元素重新排列成一个一维行程编码.图像压缩基础图像压缩模型无误差压缩有损压缩5.4有损压缩第72页,共78页，星期六，2024年，5月有3种基本途径对一幅变换后的子图像进行门限处理(即生成子图像门限模板函数)1对所有的子图像使用单一的全局门限;对不同图像的压缩等级不同.2对每幅图像使用不同的门限;对每幅子图像丢弃相同数目的系数,编码率恒定.3门限随子图像中每个系数的位置函数的变化而变化.编码率变化,但是可以将门限处理和量化过程结合起来.图像压缩基础图像压缩模型无误差压缩有损压缩5.4有损压缩第73页,共78页，星期六，2024年，5月是取阈值和量化近似，Z是变换的归一化矩阵使用下式代替m(u,v)T(u,v),将取阈值和量化结合起来图像压缩基础图像压缩模型无误差压缩有损压缩5.4有损压缩第74页,共78页，星期六，2024年，5月(a)一条门限编码量化曲线对Z(u,v)赋予某个常数c(b)JPEG编码标准中的DCT量化步长矩阵Z图像压缩基础图像压缩模型无误差压缩有损压缩5.4有损压缩第75页,共78页，星期六，2024年，5月使用8×8DCT系数的12.5%门限编码区域编码利用DCT标准化阵列的压缩34:167:18:1误差图像压缩基础图像压缩模型无误差压缩有损压缩第76页,共78页，星期六，2024年，5月作业结合本章知识进行在网络传输或通信传输的实例分析，交分析报告一份。第77页,共78页，星期六，2024年，5月鸣谢感谢中北大学信息与通信工程学院给予的大力帮助。感谢山东科技大学信电学院、广东工业大学信息工程学院、北京师范大学信息科学与技术学院等提供的参考资料。感谢电子工业出版社阮秋琦等翻译的优秀教材、机械工业出版社张弘等编著的优秀教材。第78页,共78页，星期六，2024年，5月在图像数据压缩中，常用如下几种线性预测方案：（1）前值预测，即（2）一维预测，即用同一扫描行的前面几个采样值预测。（3）二维预测，即不但用同一扫描行的前面几个采样值，还要用前几行中的采样值一起来预测。二维预测示意图5.3无误差压缩图像压缩基础图像压缩模型无误差压缩有损压缩第37页,共78页，星期六，2024年，5月考虑一维预测前值预测器对于数字图像：xy5.3无误差压缩图像压缩基础图像压缩模型无误差压缩有损压缩第3