第4章數(shù)字圖像3(已修改)
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【正文】 第 4章 數(shù)字圖像 (3) 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 2 內(nèi)容 ? 數(shù)據(jù)壓縮的基本概念 ? 無(wú)損壓縮方法 一、數(shù)據(jù)壓縮的基本概念 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 4 1. 數(shù)據(jù)壓縮的必要性 中 (低 )等質(zhì)量圖像 : 640x480x16bits = 5Mb /幀 中 (高 )等質(zhì)量圖像 : 1024x768x24bits = 18Mb /幀 CCIR 601數(shù)字電視 : 720x576x16bitsx25 = 158Mb /s 高清晰度數(shù)字電視 : 1280x720x24bitsx50= 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 5 數(shù)據(jù)壓縮的必要性（續(xù)） 存儲(chǔ)： 硬盤(pán) 傳輸 PC機(jī)系統(tǒng)總線： 5MB/s（ ISA）， 133MB/s（ PCI） CDROM 讀出速率： 40 x 150KB/s = 6MB/s ETHERNET 傳輸速率： 10~100Mb~1Gb/s 普通電話接入速率： , , 56 Kb/s ADSL速率： 512kb~2Mb/s, 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 6 2. 圖像數(shù)據(jù)壓縮的可能性 (1) 時(shí)間 、 空間冗余 (2) 信息熵冗余 (3) 視覺(jué)冗余 ? 眼睛空間綜合能力的局限性（亮度等級(jí)，可區(qū)分弧度，高頻成分的非線性， ...） ? 思維 (mind)的時(shí)間 綜合能力的局限性 (4) 其他冗余 ， 包括結(jié)構(gòu)冗余 、 知識(shí)冗余等 。 因此 ， 在允許存在一定失真的前提下 ， 可以對(duì)圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行很大程度的壓縮 。 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 7 3. 圖像的信息熵 設(shè)一個(gè)信號(hào)源 Ｓ＝ ｛ s1, s2, … , sn｝ ， 第 i個(gè)符號(hào)的出現(xiàn)概率為 pi，每個(gè)符號(hào)用 d比特表示 ， 則按信息論中信息熵的定義 ， 該信號(hào)源的熵由下式定義： ????? niii pogpSH121)(?對(duì)于一種編碼方法，設(shè)第 i個(gè)符號(hào)的碼字長(zhǎng)度為 Li，則該信號(hào)源的平均碼字長(zhǎng)度 L為 : inii pLL *1???2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 8 例 ? 假設(shè)一個(gè)文本由 7個(gè)符號(hào)組成： a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7 它們出現(xiàn)的概率是 : , , , , , , 則： 信息熵＝ () () () () () () () ＝ 如果每一個(gè)符號(hào)使用 3個(gè)二進(jìn)位表示，則： 平均碼長(zhǎng)＝ 3 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 9 ? 壓縮比 (pression ratio) ? 壓縮倍數(shù) ? 壓縮效率 ? bits per pixel（ bpp） ? 算法復(fù)雜度 ? 計(jì)算量 /存儲(chǔ)量 ? 時(shí)間延遲 (計(jì)算延遲、存儲(chǔ)延遲 ) ? 編碼 /解碼算法的對(duì)稱(chēng)性 ? 重建圖象的質(zhì)量 4. 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的性能指標(biāo) 2020/11/4 南京大學(xué)多媒體研究所 10 重建圖象的質(zhì)量評(píng)價(jià) 1 客觀評(píng)價(jià)法 2))()((1 ixixnEin??? ?原始圖像的像素 重建圖像的像素 均方誤差： 22d
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